無損檢測方法在天然氣長輸管道裂紋檢測中的應(yīng)用

王占君（遼寧大唐國際阜新煤制天然氣有限責任公司，遼寧 阜新 123000）

對于整個世界范圍內(nèi)，石油以及天然氣輸送過程中，長輸管道輸送屬于最為關(guān)鍵形式。然而，從已建成管道方面來看，對于整個全球，輸氣管道占據(jù)比例較大，達到60%左右。然而，在所有輸氣管道中，趨于老化比例非常高，接近大約50%。由于管道出現(xiàn)裂紋，容易進一步導致安全事故，管道容易出現(xiàn)漏氣諸多不良現(xiàn)象，同時可能引起污染，最終容易引起經(jīng)濟方面重大損失。

1 無損檢測方法在天然氣長輸管道裂紋檢測中的實際意義

對于天然氣管道，常見裂縫涉及范圍較廣，比如說，過度疲勞引起的裂紋，或者說氫致裂紋，應(yīng)力腐蝕裂紋諸多方面。而對于上述這些裂紋，從分布形式來看，縱向分布為主。對于輸送管道內(nèi)部，天然氣容易受到較大壓力，快速進行擴散。基于此，管道開裂問題就會容易出現(xiàn)。而對于諸多天然氣管道，需要注重引進先進檢測技術(shù)，裂縫問題才能實現(xiàn)良好控制[1]。但是基于檢測技術(shù)方面來說，普遍相對較為復雜，尤其是對于不同種類裂紋，檢測方法同樣存在不同。同時對于不同檢測方法，難以保障足夠適用范圍。因而對于當前，始終未出現(xiàn)相應(yīng)方法或策略，對于實際管道裂紋檢測，普遍得到適用。

現(xiàn)階段，管道檢測技術(shù)盡管得到不斷完善，但無損檢測技術(shù)仍然難以充分落實。對于廣大發(fā)達國家，普遍進行競相研制。漫長研究之后，對于天然氣管道，技術(shù)得以不斷進步之中，同時得到逐步完善。但是，長輸管道運行過程中，普遍難以充分貫徹落實裂紋檢測。一直以來，對于無損檢測，屬于技術(shù)方面難點以及重點。目前對于我國，裂紋檢測器方面，仍未得到開發(fā)研制。普遍欠缺技術(shù)以及方法。基于此，通過著力加強裂縫檢測方面研究，意義重大。

2 現(xiàn)有管道裂紋檢測方法

2.1 超聲波檢測法

通過超聲波技術(shù)，裂紋問題能夠得到充分檢測，尤其對于目前，該方法被廣泛看好。然而，對于天然氣管道來說，同石油管道相比，本身明顯存在傳輸介質(zhì)不同方面問題。液體耦合條件方面，普遍較為缺乏。石油管道檢測實施階段，盡管普遍效果較好。但是對于超聲波檢測，天然氣管道方面，難以充分實現(xiàn)良好裂紋檢測。在這其中，超聲波難以實現(xiàn)良好耦合。為充分有效解決這一難題，基于設(shè)計思路方面考慮，輪胎式換能器這一理念，被英國提出。專用輪胎內(nèi)部，充滿一定量耦合劑。然后，通過一定超聲波探討，逐步實現(xiàn)輪胎以及管壁之間，內(nèi)表面得以充分接觸。通過上述措施，對于實際輸氣管道檢測，耦合劑方面考慮，不再迫切需要[2]。現(xiàn)場試驗實施階段，輪胎尺寸出現(xiàn)較大的問題，安裝數(shù)量方面，受到一定程度限制。裝設(shè)檢測探頭方面，普遍出現(xiàn)數(shù)量較少的問題。檢測器方面，明顯出現(xiàn)清晰度不高的問題，與此同時，出現(xiàn)十分嚴重漏檢現(xiàn)象。但是近幾年，信號處理算法逐漸得到推廣，無論裂紋檢出率方面，還是量化準確度方面，普遍得到一定改善。

2.2 電磁超聲檢測

對于電磁超聲法來說，主要從渦流以及磁場方面考慮，通過彼此之間交互作用，超聲導波方面，無論產(chǎn)生還是接收，都能通過電磁超聲探頭實現(xiàn)。檢測技術(shù)性質(zhì)方面來說，屬于非接觸式。高頻電流作用下，對于管道表面來說，容易產(chǎn)生一定感應(yīng)作用，渦流就會產(chǎn)生。感應(yīng)作用下，頻率始終保持相同。對于被測管道表面來說，一旦繼續(xù)施加磁場，對于該磁場來說，能夠同渦流之間互相影響。對于管道表面，洛倫茲力出現(xiàn)。通過洛倫茲力，對于被測管道來說，晶格震動就會出現(xiàn)。與此同時，對于管壁內(nèi)部，激發(fā)出一定量超聲波現(xiàn)象。

而所謂電磁超聲波，主要通過一定電磁感應(yīng)，直接就會產(chǎn)生，在實際進行檢測過程，耦合介質(zhì)方面考慮，沒有必要進行使用。基于此，缺陷檢測實施過程中，非常適合予以應(yīng)用。現(xiàn)階段，對于英國來說，裂縫檢測裝置逐漸得到研制。而對于該項裝置，壁厚達到16mm 左右，特別是對于應(yīng)力腐蝕裂紋方面，或者軸向裂紋方面，檢測能力普遍不錯。無損檢測為充分貫徹落實，需要嚴抓該項技術(shù)基礎(chǔ)，實現(xiàn)良好電磁場求解。為此，需要首先實現(xiàn)模型有效建立，技術(shù)才能真正實現(xiàn)更好發(fā)展。

2.3 渦流檢測法

通過實行常規(guī)渦流法，金屬構(gòu)件表面來說，能夠充分實現(xiàn)良好靈敏度。然而，趨膚效應(yīng)下，對于渦流來說，普遍存在滲透能力不足的問題，管壁一旦相對較厚，難以充分滿足要求。無論對于內(nèi)外表面，還是對于管壁內(nèi)部，裂紋難以真正實現(xiàn)有效檢測。特別是近幾年，逐漸提出遠離渦場概念。而所謂遠離渦場，通常屬于低頻率渦流范疇，能夠有效穿透管道內(nèi)壁。對于渦流檢測探頭，組成結(jié)構(gòu)方面來說，通常涉及螺線管線圈，與管道同軸。而在這其中，一個起到激勵線圈作用。對于另外一個，能夠充分起到檢測線圈作用。通過進行RFEC 方面科學有效檢測，但是對于檢測線圈來說，并非緊靠線圈，而是普遍位于遠場區(qū)域。激勵源頻率方面來說，普遍相對較低[3]。基于此，對于RFEC 來說，基于理論方面考慮，趨膚效應(yīng)方面，普遍不存在。與此同時，檢測靈敏度方面，內(nèi)外表面一致。常規(guī)渦流法實施階段，局限性等不良方面，普遍能夠得到有效克服。REFC探頭方面考慮，普遍屬于內(nèi)穿過式，基于此，表面裂紋方面檢測工作，比較適合進行。

2.4 漏磁檢測法

對于漏磁檢測而言，應(yīng)用相對較早，同時屬于較為常用方法。現(xiàn)階段，漏磁檢測器規(guī)模方面來說，已有較多。然而，管道表面裂紋本身方面來說，明顯存在形成機理復雜特點，同時形態(tài)各異。基于此，裂紋檢測實施階段，裂紋量化實際開展過程中，普遍存在較大難度。從漏磁檢測原理方面考慮，漏磁場為實現(xiàn)有效激勵，外加磁場方向角度考慮，需要力求同缺陷正交。基于此，軸向裂紋方面來說，軸向磁化方式較為適合，能夠充分實現(xiàn)較為良好檢測。

3 先進天然氣管道裂紋檢測技術(shù)

3.1 通過激光超聲檢測

對于激光超聲檢測而言，屬于檢測新技術(shù)重要形式，近幾年才得到一定發(fā)展。對于激光超聲檢測，能夠一定脈沖激光束，在其照射作用下，對于被測表面來說，就會產(chǎn)生相應(yīng)超聲波。然后能夠?qū)崿F(xiàn)實驗參數(shù)方面有效改變。而對于激光超聲源，無論各種導波，都能得到充分激發(fā)。超聲信號方面來說，產(chǎn)生的過程中，不但能夠通過激光激勵，而且能夠通過光學方法，進行科學有效檢測。基于此，快速掃描成像順利進行，非接觸檢測得以落實。除此之外，無論出于高溫還是強震，無論何種惡劣條件，無損檢測普遍能夠得到充分貫徹落實。除此之外，鎖模激光器下，對于超聲脈沖來說，十分容易獲得。而對于其頻帶，同常規(guī)超聲之間對比，遠遠要更寬。與此同時，敏感度普遍較高，同時能夠充分保障較為良好檢測精度。

3.2 通過磁致伸縮檢測

對于磁致伸縮來說，主要針對鐵磁性材料，對其固有特性進行充分利用，在磁致伸縮效應(yīng)下，對于超聲導波來說，能夠分別進行激發(fā)以及接收。傳感器作用下，通過科學有效檢測試驗，結(jié)果有效表面，盡管較大氣隙存在，傳感器方面來說，同樣可以發(fā)射導波，同樣可以檢測出相應(yīng)導波。與此同時，基于磁致伸縮效應(yīng)方面來說，普遍仍然較為強烈。由此可見，傳播特性優(yōu)良，檢測靈敏度能夠保障。因此，應(yīng)用研究方面，普遍開始受到關(guān)注。

4 結(jié)語

本文從如何加強管道裂縫檢測方面著手，分析相關(guān)無損檢測方法，希望檢測技術(shù)得以不斷成熟完善。現(xiàn)階段，天然氣工業(yè)得到迅猛發(fā)展，而對于天然氣管道，明顯存在鋪設(shè)范圍廣，同時出現(xiàn)輸送壓力高方面特點。無損檢測技術(shù)方面來說，屬于高新技術(shù)范疇。尤其對于我國，技術(shù)研究仍然需要不斷加強。只有這樣，石油以及天然氣，管道輸送過程中，才能充分避免管道漏氣等不良現(xiàn)象。

[1]徐盼,邱青原.天然氣長輸管道裂紋的無損檢測方法[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2014,(10):14-14.

[2]王振東,孫志剛.天然氣長輸管道裂紋的無損檢測方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014,(32):646-646.

[3]王曉亮.天然氣長輸管道裂紋的無損檢測方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,(16):6983-6984.