Gazprom研究DCVG/CIPS/MTM檢測技術在不可清管管道完整性管理中的應用

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Gazprom研究DCVG/CIPS/MTM檢測技術在不可清管管道完整性管理中的應用

目前，不可清管管道的完整性管理仍舊是運營商面臨的一大難題，這些管道主要是分支管道，運行時間長且輸送終端是工業區和人口稠密區。一般陸上管道完整性管理使用的檢測技術有直流電位梯度法（DCVG）、密間隔電位法（CIPS）和磁性層析成像技術（MTM）。DCVG和CIPS主要用于管道涂層完整性檢測和陰極保護效果檢測，但對于防腐層剝離不敏感。MTM基于磁致伸縮逆效應，根據管道磁場的變化判定管段的應力特征，但在檢測管道應力水平時精確性不高，少于最小屈服強度的5%。對于不可清管管道，建議綜合利用DCVG/CIPS/MTM，彌補每種方法之間的局限性，形成一套有效的不可清管管道完整性管理方案。

俄羅斯天然氣輸氣管道系統（GTS）長度約為164700km，其中大口徑管道（1020-1420mm）占了一半以上。其中，47%的管道不能實施在線檢測，為不可清管管道。為了驗證DCVG/CIPS技術檢測在天然氣管道中的應用性能，Gazprom公司委托兩家專業檢測公司進對GTS的4078m的管段進行了DCVG/CIPS技術檢測試驗：（1）波蘭Geoinvirex公司，使用設備是模擬DCVG-meter測量儀和DCVG Ltd.(UK)生產的數字數據記錄器 Quantum CIPS；（2）波蘭Corrstop公司，使用設備是Cathodic科技有限公司生產的Hexcorder MM，智能記錄儀Ⅱ。兩公司檢測方法相同，檢測結果如下：兩公司檢測的缺陷嚴重性指數均高于35%；由于Hexcorder MM對缺陷有較高的靈敏度，Geoinvirex公司檢測速度慢且參與人數多，Corrstop公司檢測速度快且參與人數少，檢測出的缺陷數量較多。

雖然DCVG/CIPS技術檢測可以對不可清管管道進行缺陷檢測，但此方法對防腐層剝離不敏感，而事實上，被測管道的防腐層剝離占了管道總長度的70-80%，占大口徑管段的95%，涂層平均壽命僅為8-12年，而大多數運行管道壽命已明顯超過這個年限。MTM技術可彌補這一缺點，且該技術的最大優勢是可以在管道正常運行狀態下進行磁場測量作業。MTM檢測技術已經在Gazprom公司、Transneft公司、TNK-BP公司和Lukoil公司管道中應用超過1700km。最著名案例的是對Gazprom公司的Kolomna-II管道進行檢測，檢測人員在2.3km管段發現了503處磁力異常處（應力集中區）。根據檢測結果，操作人員已實施120次挖掘，更換670m管道（50%由于管壁防腐層剝離）。MTM檢測技術也存在一些缺陷：如果磁力計遠離管道（＞15D）或靠近管道（＜1D）就會產生誤差；檢測管道應力水平時精確性低，少于最小屈服強度的5%；不能計算出缺陷管壁絕對應力值、缺陷類型和缺陷大小，只能高度依賴數據解讀器的精確水平。

以上三種管道完整性檢測方法各各有利弊，Gazprom公司開始嘗試開發DCVG/CIPS/MTM綜合檢測技術，并期望到2017年此技術得到應用。檢測步驟分5步：1.設計運行和測量數據采集；2.進行DCVG/CIPS/MTM綜合檢測；3.直接挖掘檢測；4.FFP分析；5.制定修復方案。

張雪琴 孫冰源 編譯自《Pipeline Technology Journal》雜志2016年8月