石油管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展研究

秦超

摘 要：石油管道是開(kāi)展石油作業(yè)的重要工具，對(duì)石油開(kāi)采質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。且石油管道較為復(fù)雜，在使用過(guò)程中具有一定的危險(xiǎn)性，良好的檢測(cè)有助于避免此類危險(xiǎn)，促使石油企業(yè)健康發(fā)展。本文首先指出了石油化工壓力管帶的破壞形式，進(jìn)一步對(duì)于無(wú)損檢測(cè)技術(shù)展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：石油管道；無(wú)損檢測(cè)技術(shù)；易損形式；檢測(cè)方法

2013年，山東青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)中石化股份有限公司管道儲(chǔ)運(yùn)分公司東黃輸油管管道發(fā)生原油泄漏引發(fā)嚴(yán)重的爆炸事故，共計(jì)造成62人死亡，136人受傷，經(jīng)濟(jì)損失共計(jì)7.5億元[1]。這次事故在社會(huì)上引發(fā)強(qiáng)烈反響，中石化董事長(zhǎng)也因此而受到處分。導(dǎo)致事故的原因主要有兩方面：一方面是對(duì)于管道缺乏嚴(yán)格的安全檢查，沒(méi)能排除管道運(yùn)行存在的安全隱患；另一方面為管道使用的年限過(guò)長(zhǎng)，管壁嚴(yán)重腐蝕，受高壓影響而引發(fā)爆炸。為了避免此類安全事故的發(fā)生，還應(yīng)采取有效的防范措施，加強(qiáng)對(duì)油氣管道的檢測(cè)，促使管道安全運(yùn)行。

一、壓力管道的易損形式

（一）韌性破損

韌性破損指的是管道受到一定壓力作用，在管道壁上形成應(yīng)力效果，管道材質(zhì)已經(jīng)達(dá)到最大強(qiáng)度，引發(fā)管道斷裂。通常來(lái)說(shuō)，應(yīng)用管道制作的材料韌性都較好，導(dǎo)致斷裂問(wèn)題的原因主要是超壓所致。這種管道損壞的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在管道直徑增加，或者局部管道出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，也可能是管道發(fā)生管壁減。這類管道形狀發(fā)生改變的特點(diǎn)，基本上都是管道韌性損壞的表現(xiàn)。

（二）脆性破損

管道脆性損壞通常發(fā)生的都比較突然，并且擴(kuò)展具有瞬時(shí)性。導(dǎo)致管道脆性損壞的原因主要是管道的應(yīng)力不足。而導(dǎo)致管道應(yīng)力不足的原因多種多樣，包括管道用材自身的脆性、自身原本的缺陷、管道安裝過(guò)程中存在的缺陷（焊接或熱處理工藝不到位）、管道在運(yùn)輸過(guò)程中存在的缺陷（受運(yùn)輸載體加速等影響），或者參與應(yīng)力及結(jié)構(gòu)應(yīng)力處于集中狀態(tài)，限制了管道應(yīng)力的支撐，造成管道破損[2]。

（三）腐蝕破損

管道腐蝕損壞是由于管道內(nèi)部傳輸物料以及管道外部環(huán)境介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也考慮機(jī)械等相關(guān)因素共同作用所導(dǎo)致。腐蝕破損是石油管道常見(jiàn)的一種損壞問(wèn)題，即使使用的管道材料具有抗腐蝕性，但是仍不可避免的在安裝過(guò)程中存在焊接點(diǎn)、焊接口等現(xiàn)象。同時(shí)，也無(wú)法保證使用的全部材料都達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，這也為管道腐蝕埋下了隱患，在管道投入一段時(shí)間使用后，就極容易被腐蝕損壞。

（四）疲勞性損壞

石油管道大都為金屬材料，其使用的時(shí)間較長(zhǎng)，長(zhǎng)期工作于應(yīng)力荷載環(huán)境當(dāng)中，由于管道可能存在原始裂紋等缺陷，而恰好這種缺陷存在于管道連接的焊縫處，那么在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)力荷載影響下，就會(huì)存疲勞運(yùn)作的問(wèn)題，進(jìn)而在管道承受能力到達(dá)一定限度時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)疲勞性破損。

（五）蠕變損壞

在達(dá)到一定溫度條件時(shí)，管道在荷載作用的影響下，通常會(huì)導(dǎo)致壓力管道發(fā)生伸長(zhǎng)、變形的傾向，這種現(xiàn)象便是蠕變損壞。尤其是有明顯組織變化及塑性變形等情況下更易發(fā)生蠕變破壞[3]。由于管道材料影響蠕變的破壞形式，因此在管道設(shè)計(jì)、制作和使用的過(guò)程中就要加以控制。比如，在最初設(shè)計(jì)時(shí)就需根據(jù)溫度情況合理選擇抗蠕變損壞的材料；在管道制作時(shí)應(yīng)避免冷加工及焊接工作影響材料的抗蠕變性；在管道使用的過(guò)程中應(yīng)謹(jǐn)防超溫現(xiàn)象。

二、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

（一）常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)比

無(wú)損檢測(cè)的方式主要是通過(guò)材料內(nèi)部缺陷而造成的熱、光、聲、電、磁等參數(shù)的觀察，使用先進(jìn)的檢測(cè)元器件，度量檢測(cè)對(duì)象表面或內(nèi)部的缺陷，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷缺陷的原因、程度、位置、數(shù)量等。對(duì)石油產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為不可或缺的工具，下面對(duì)常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，詳見(jiàn)下表。

（二）管道檢測(cè)器研究

通常管道檢測(cè)器的構(gòu)成部分主要為磁鐵部分、驅(qū)動(dòng)部分、探頭部分、支撐部分、里程部分以及記錄部分，如圖1所示。檢測(cè)器的性能指標(biāo)主要包括運(yùn)行壓力、運(yùn)行速度及通過(guò)能力。

雖然可使用檢測(cè)器檢測(cè)出管道存在的曲線，但是當(dāng)前石油管道的口徑逐漸增加，介質(zhì)的流速較快且輸量大，現(xiàn)有檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)性還有待提高，以免對(duì)評(píng)估管道安全性能造成影響，因此，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)高流速檢測(cè)器的研究。此外，當(dāng)前管道內(nèi)檢測(cè)器還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)管道裂紋缺陷的精準(zhǔn)識(shí)別，因此還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)可可靠無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究，這也是我國(guó)未來(lái)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究方向。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，石油開(kāi)采作業(yè)的環(huán)境較為惡劣，一旦發(fā)生安全事故后果不堪設(shè)想。因此，還應(yīng)做好日常的維護(hù)與監(jiān)測(cè)工作，有效預(yù)防事故發(fā)生。隨著科技的發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)也在不斷革新，在以后的研究中還應(yīng)注重管道檢測(cè)的精準(zhǔn)度和可靠度。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯佳秀， 朱禹， 沈佳. 石油管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展探析[J]. 工程技術(shù)：全文版， 2017（3）：00220-00220.

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[3]曹建樹(shù)， 李楊， 林立，等. 天然氣管道在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量， 2016， 35（22）：20-25.

[4]郭天昱. 壓力管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 工程技術(shù)：引文版， 2016（11）：00234-00234.

[5]燕集中. 石油化工用壓力管道的破壞形式及無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用[J]. 石化技術(shù)， 2017， 24（3）：2-3.