石油管道無損檢測技術的發展研究

秦超

摘 要：石油管道是開展石油作業的重要工具，對石油開采質量有至關重要的影響。且石油管道較為復雜，在使用過程中具有一定的危險性，良好的檢測有助于避免此類危險，促使石油企業健康發展。本文首先指出了石油化工壓力管帶的破壞形式，進一步對于無損檢測技術展開分析。

關鍵詞：石油管道；無損檢測技術；易損形式；檢測方法

2013年，山東青島經濟技術開發區中石化股份有限公司管道儲運分公司東黃輸油管管道發生原油泄漏引發嚴重的爆炸事故，共計造成62人死亡，136人受傷，經濟損失共計7.5億元[1]。這次事故在社會上引發強烈反響，中石化董事長也因此而受到處分。導致事故的原因主要有兩方面：一方面是對于管道缺乏嚴格的安全檢查，沒能排除管道運行存在的安全隱患；另一方面為管道使用的年限過長，管壁嚴重腐蝕，受高壓影響而引發爆炸。為了避免此類安全事故的發生，還應采取有效的防范措施，加強對油氣管道的檢測，促使管道安全運行。

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，在管道壁上形成應力效果，管道材質已經達到最大強度，引發管道斷裂。通常來說，應用管道制作的材料韌性都較好，導致斷裂問題的原因主要是超壓所致。這種管道損壞的特點主要體現在管道直徑增加，或者局部管道出現鼓脹現象，也可能是管道發生管壁減。這類管道形狀發生改變的特點，基本上都是管道韌性損壞的表現。

（二）脆性破損

管道脆性損壞通常發生的都比較突然，并且擴展具有瞬時性。導致管道脆性損壞的原因主要是管道的應力不足。而導致管道應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、管道安裝過程中存在的缺陷（焊接或熱處理工藝不到位）、管道在運輸過程中存在的缺陷（受運輸載體加速等影響），或者參與應力及結構應力處于集中狀態，限制了管道應力的支撐，造成管道破損[2]。

（三）腐蝕破損

管道腐蝕損壞是由于管道內部傳輸物料以及管道外部環境介質產生化學反應，同時也考慮機械等相關因素共同作用所導致。腐蝕破損是石油管道常見的一種損壞問題，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程中存在焊接點、焊接口等現象。同時，也無法保證使用的全部材料都達到合格標準，這也為管道腐蝕埋下了隱患，在管道投入一段時間使用后，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，其使用的時間較長，長期工作于應力荷載環境當中，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，那么在長時間應力荷載影響下，就會存疲勞運作的問題，進而在管道承受能力到達一定限度時，便會出現疲勞性破損。

（五）蠕變損壞

在達到一定溫度條件時，管道在荷載作用的影響下，通常會導致壓力管道發生伸長、變形的傾向，這種現象便是蠕變損壞。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，因此在管道設計、制作和使用的過程中就要加以控制。比如，在最初設計時就需根據溫度情況合理選擇抗蠕變損壞的材料；在管道制作時應避免冷加工及焊接工作影響材料的抗蠕變性；在管道使用的過程中應謹防超溫現象。

二、無損檢測技術

（一）常用的無損檢測技術對比

無損檢測的方式主要是通過材料內部缺陷而造成的熱、光、聲、電、磁等參數的觀察，使用先進的檢測元器件，度量檢測對象表面或內部的缺陷，根據監測數據判斷缺陷的原因、程度、位置、數量等。對石油產業來說，無損檢測技術已經成為不可或缺的工具，下面對常用的無損檢測技術進行對比分析，詳見下表。

（二）管道檢測器研究

通常管道檢測器的構成部分主要為磁鐵部分、驅動部分、探頭部分、支撐部分、里程部分以及記錄部分，如圖1所示。檢測器的性能指標主要包括運行壓力、運行速度及通過能力。

雖然可使用檢測器檢測出管道存在的曲線，但是當前石油管道的口徑逐漸增加，介質的流速較快且輸量大，現有檢測器的檢測數據標準性還有待提高，以免對評估管道安全性能造成影響，因此，還應加強對高流速檢測器的研究。此外，當前管道內檢測器還沒有實現對管道裂紋缺陷的精準識別，因此還應加強對可可靠無損檢測技術的研究，這也是我國未來的無損檢測技術研究方向。

結束語：

綜上所述，石油開采作業的環境較為惡劣，一旦發生安全事故后果不堪設想。因此，還應做好日常的維護與監測工作，有效預防事故發生。隨著科技的發展，檢測技術也在不斷革新，在以后的研究中還應注重管道檢測的精準度和可靠度。

參考文獻：

[1]侯佳秀， 朱禹， 沈佳. 石油管道無損檢測技術的發展探析[J]. 工程技術：全文版， 2017（3）：00220-00220.

[2]馮挺， 姚歡， 邵濤，等. 石油管道內缺陷無損檢測技術的研究現狀[J]. 石化技術， 2016， 23（10）：208-208.

[3]曹建樹， 李楊， 林立，等. 天然氣管道在線無損檢測技術[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2016， 35（22）：20-25.

[4]郭天昱. 壓力管道無損檢測技術的發展現狀及應用[J]. 工程技術：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損檢測的應用[J]. 石化技術， 2017， 24（3）：2-3.