石油管道无损检测技术的发展探析

赵志博大庆油田三维工程检测有限责任公司

石油管道无损检测技术的发展探析

赵志博
大庆油田三维工程检测有限责任公司

本文首先介绍了无损检测技术的定义与发展历程，然后以此为基础分析了目视检测、漏磁检测、超声检测和脉冲涡流检测在石油管道检测中的应用现状，探讨了各种无损检测技术存在的优缺点，最后对石油管道无损检测技术的发展进行了展望与分析，具体包括相控阵超声检测技术、数字射线检测技术等。

石油管道；无损检测；检测技术；发展探析

引言

石油管道的安全对保障能源安全具有重要意义，因此近些年来其受到了越来越多人的重视。石油管道的工作环境恶劣，比较容易出现问题，但是由于大部分管道都埋在地下，石油管道检测维护的难度较大。石油管道无损检测技术由于具有可靠性高、使用方便等优点，近些年来其发展迅速，在石油管道检测中得到了广泛运用，为保障石油管道安全运行，延长管道使用寿命，降低石油管道运营成本，保障能源安全做出了巨大贡献。

1.无损检测技术简介

所谓的无损检测技术就是在不损伤被检测对象的前提下，利用各种检测工具测量由于材料内部结构异常或者是缺陷所引起的热、声、光、电、磁等物理量的变化，然后通过对获得的信息进行分析，确定缺陷类型、尺寸、形状、数目、分布情况等具体的信息，并对其危害程度进行评估。无损检测技术经历了无损探伤、无损检测和无损评价三个发展阶段，由于不会给检测对象造成二次伤害，能够最大限度的保障设备的安全运行，其在近些年得到了迅速的发展。

2.石油管道无损检测技术的应用现状

2.1 目视检测技术

目视检测是最为古老的一种无损检测方式，但是在如今的石油管道无损检测工作中其仍然发挥着重要的作用。目视检测就是对石油管道接口处的焊缝以及管道的表面情况进行检测，具体包括检查焊缝余高、宽度和咬合深度，检查管道是否存在变形、断裂、裂缝等缺陷。目视检测具有成本低，使用方便的优点，但是检测结果的准确性与工人的工作经验有巨大的关系，其可靠性有待于进一步提高，这是其逐渐遭到淘汰的最主要原因。

2.2 漏磁检测技术

漏磁检测技术在石油管道的无损检测中已有一段相当长的历史，如今该技术已经相当成熟。漏磁检测是建立在铁磁性材料高磁导率的基础上进行的，在漏磁的检测的过程中通常会在管道内放一个漏磁式智能清管器，此时管道会被磁化，而存在腐蚀缺陷或者是其它异常的地方会产生一定的漏磁，通过传感器便可以检测到漏磁的存在。最后通过对检测到的磁力线的分布情况进行分析，便能清楚的知道管道内存在的缺陷的类型、大小等具体信息。漏磁检测具有原理简单、使用方便的优点，但是其抗干扰性差，对检测设备的要求较高，这在一定程度上制约了它的发展。

2.3 超声波检测技术

超声波检测可细分为传统脉冲超声波检测和超声导波检测。脉冲超声波检测又名压电超声检测，其通过垂直于管道的超声波探头发射超声脉冲信号，最后通过检测石油管道内外表面反射的脉冲波之间的脉冲距离，便可得到壁厚以及相关的缺陷信息。超声导波检测的发展历史较短，其通过通过在管道内振动产生不同形式的低频扭曲波或者是纵波，在外加磁场的作用下缺陷处反射回来的超声波会形成涡流，而涡流产生的磁场又会引起电磁铁两端电压的变化，通过对电压信号进行分析便可确定缺陷的详细信息。脉冲超声波检测对材料的要求小、对壁厚没有要求并且能够确定缺陷的位置及深度，其在石油管道检测维护中较为常用。超声导波检测具有检测快速、检测范围广、成本低的优点，但是其不能对缺陷进行定性分析，复杂石油管道系统的检测结果分析难度也较大。

2.4 脉冲涡流检测技术

脉冲涡流检测是在传统涡流检测的基础上发展起来的一种新的石油管道无损检测技术。与传统的涡流检测采用正弦波信号为激励信号不同，脉冲涡流检测采用宽频脉冲为激励信号，其通过将输入波施加到探头上而产生快速衰减的脉冲磁场，该磁场会在石油管道中感应出脉冲涡流，而通过检测线圈便能把这个涡流转换成对应的电压信号，最后通过对电压信号进行分析便能得到石油管道内部的具体信息。脉冲涡流检测在近些年来发展迅速，但是其只能够检测管道表面的缺陷，而对于深层次的缺陷其检测精度还有待于进一步提高。

3.石油管道检测技术的发展趋势

3.1 相控阵超声检测技术

相控阵超声检测技术也是在超声检测的基础上发展起来的一种新的无损检测技术，其通过电子技术来实现对声波检测方向和聚焦深度的控制，它只需一个探头便能完成对不同厚度、不同直径和不同材料的石油管道的检测。通过与相控阵超声多维成像技术配合，其能够根据检测到的回波信息，以图像的形式再现管道内部的缺陷和结构信息，因而其可以准确的确定管道中存在缺陷的位置、大小、形状以及其它的一些信息。相控阵超声检测由于不需要移动探头，其在检测空间有限的石油管道检测中具有巨大的优势，是今后的一个主流发展方向。

3.2 数字射线检测技术

数字射线成像检测技术主要分为CR和DR成像检测技术两大类。数字射线检测具有图像质量高、像素尺寸小、动态范围广、可靠性高、检测结果简易明了等多个优点，其在临床医学和非标注件的无损检测过程中得到了比较广泛的运用。但是将其运用于石油管道检测尚处于研究与测试的过程中，目前为止尚未在实际的石油管道检测中推广使用，但是由于具有的优势明显，其也是石油管道无损检测的一个潜在发展方向。

3.3 金属磁记忆检测技术

金属磁记忆检测利用的是铁磁构建的磁记忆特性，这增加了其在石油管道无损检测中推广使用的可行性。金属磁记忆检测通过探测被测对象上的漏磁分布便能确定管道内所存在缺陷的具体信息，其具有检测设备成本低、操作简单、可靠性高和灵敏度高的特点，这使得其在石油管道无损检测中具有较大的发展潜力。

结语

石油管道的工作环境复杂，任何一种无损检测方式都不可能完全保证能够检测出所有的缺陷，因此在检测的过程中一定要根据实际情况，在合适的时机综合运用各种无损检测技术，唯有如此方能最大限度的保证检测结果的准确性和可靠性，为石油管道的安全运行提供更加有力的保障。

[1]艾银国.红外无损检测技术的原理分析[J].科技信息，2011（35）：35-46.

[2]朱红秀，吴淼，范弘，等.钢管的电磁超声无损检测技术[J].煤炭科学技术，2013，31（12）：51-53.

[3]宋生奎.油气管道内检测技术研究进展[J].石油工程建设，2014，31（2）：10-15.