漏磁內檢測技術在管道完整性評價過程中的應用

曹 強

（國家管網集團西南管道有限責任公司南寧輸油氣分公司，廣西 南寧 530000）

1 漏磁內檢測技術發展現狀

在鋼質管道漏磁內檢測過程中，漏磁內檢測器通過管道運行壓力驅動，在管道內部行進同時將目標管線管體磁化，若管體表面或近表面存在缺陷，被磁化的管體表面將形成漏磁場，通過檢測漏磁場的變化進而發現管體缺陷。

漏磁內檢測在所有管道內檢測技術中，發展歷史最為悠久，所以技術相對也最為成熟，在行業內應用也最為廣泛。發展至今漏磁內檢測技術已經形成了檢測效率高、自動化程度高、應用可靠性高且缺陷檢測可量化分析等優勢。在漏磁檢測數據分析過程中主要應用有限元法，并以麥克斯韋方程作為電磁場的理論基礎，通過計算磁化強度、缺陷尺寸（長、寬、深度）、探頭提離高度等參數與漏磁場之間的關系，結合先進的慣性導航技術，通過相關軟件分析處理可給出目標管線的缺陷類型、缺陷嚴重程度、缺陷具體位置等結果[1]。雖然超聲波內檢測、電磁超聲內檢測等技術近年來飛速發展，但漏磁內檢測基于技術發展的成熟度、檢測成果的可靠性、檢測市場內較高的性價比，漏磁內檢技術仍是管道內檢測過程中的首選。

2 漏磁內檢數據在完整性評價過程中的應用

為了解管道管體腐蝕的實際情況，保障管線的安全運行，我公司近年不斷對所轄管道實施了內、外檢測項目，效果顯著。本文中將詳細對部分管線內檢測數據進行分析闡述。

本次檢測目標管道全長215.184km，外徑為1016mm，管道材質為API 5L X70，壁厚為14.6mm、17.5mm、21mm、26.2mm，管道設計壓力為10MPa，最大允許操作壓力為10MPa。通過內檢測發現并量化內部金屬損失7520處，內部金屬損失的平均深度是正常壁厚的2%，最深的內部金屬損失深度是正常壁厚的29%，位于本次檢測里程128905.294m處，所在管段壁厚為17.5mm，該點已開挖并維修。發現并量化外部金屬損失866處，外部金屬損失的平均深度是正常壁厚的2%，最深的外部金屬損失的深度為管道正常壁厚的17%，位于該管道檢測里程的82284.773m處，所在管段壁厚為17.5mm。通過對管道補口處（距環焊縫兩側距離各≥200mm區域）存在外部金屬損失數量統計分析發現，有71處外部金屬損失分別分布在67處管道補口上。檢測發現管道變形15處，其中管體凹陷4處，焊縫凹陷10處，橢圓度1處，未發現＜3°的斜接角。發現焊縫異常894處，其中環焊縫異常（GWAN）888處，螺旋焊縫異常（SWAN）3處, 直焊縫異常（LWAN）3處（詳細檢測結果如表1所示）。

表1 檢測成果統計表

通過對檢測結果中的58處管體異常位置進行開挖驗證，本次檢測結果的置信度達到92%以上，圖1為開挖情況展示。該數據也保證了內檢測數據在完整性評價過程中應用的可靠性。

圖1 開挖情況展示

根據內檢測數據分析結果，對管道完整性評價中管道剩余強度和剩余壽命等結果進行了相關計算。管道剩余強度評價主要依據金屬損失長度和深度的尺寸數據，使用剩余強度評價方法計算得到缺陷處的最大安全壓力。當缺陷處的最大安全壓力大于等于管道最大允許操作壓力（MAOP）時，當前缺陷是可接受的，不需要立即維修；當缺陷處的最大安全壓力小于管道最大允許操作壓力（MAOP）時，當前缺陷是不可接受的，需要立即維修。管道剩余壽命預測主要以金屬損失生長速率為基礎[2]。目前金屬損失生長速率普遍使用的方法是依據兩次（或多次）檢測的數據對比獲得，并且金屬損失生長速率計算采用保守的原則。對于只進行過一次內檢測的管道，經驗做法是假設管道投產的起始時間為腐蝕開始生長的初始時間，并使用全壽命或半壽命的方法來計算金屬損失的生長速率。依據管道剩余壽命預測結果制定合理的維修計劃，滿足管道將來完整性管理的需要[3]。

本次檢測發現8386處金屬損失，通過評價，在最大允許操作壓力10MPa下沒有需要立即維修的金屬損失。依據上述金屬損失生長速率計算結果，結合金屬損失缺陷處的承壓強度，對目標管段上的8386處金屬損失進行了剩余壽命預測。通過計算，在最大允許操作壓力10MPa下，有1處金屬損失需要在5年內進行維修，該點已開挖并維修。

本次檢測為目標管段的首次檢測，通過實施內檢測，切實地了解管道缺陷的情況以及缺陷對管道當前完整性的影響。管道運營環境的不斷變化，腐蝕速率的發展也存在著不確定性。我方期待通過實施管道再檢測，依據兩次檢測數據信息的對比，進一步了解管道中腐蝕的速率發展情況，明確管道所存在缺陷的性質，為管道完整性管理提供科學依據。

3 結語

近年管道安全事故時有發生，管道的安全運營任重而道遠。內檢測技術在長輸油氣管道檢測中應用越來越廣泛，此前對于內檢測技術的顧慮隨著技術的發展也在逐一被打消。內檢測技術的不斷成熟為完善管道完整性管理數據提供了極有力的支撐，相比于外檢測，其更加客觀，效率更高，數據也更為精準，結合科學的評價方式，管道的運行狀態也將更加清晰的呈現在管理者眼前，管道完整性管理中的此前較為模糊的“推算”環節也在逐漸的向實際“計算”的方向發展，這樣保障管道安全運營將不再是運營單位的一個指標，而將成為運營單位的一個底氣十足的承諾！