管道漏磁检测成果的分析及应用

沈群　周文洪　韩光谱

（中国石油西南油气田公司重庆气矿，重庆　400021）

管道漏磁检测成果的分析及应用

沈群周文洪韩光谱

（中国石油西南油气田公司重庆气矿，重庆400021）

天然气管道缺陷是影响管道失效的重要因素之一，为检测管道存在的金属损失缺陷，消除管道自身的隐患，中国石油西南油气田公司某气矿近14年来对所有适应检测的管道进行了漏磁检测。介绍了管道漏磁检测技术的特点，在加强自身管理的基础上，对检测成果的管道数据进行了金属损失缺陷分析，并结合管道敷设的地理特征和经验，准确查找到缺陷位置，对缺陷管道剩余强度进行评价，然后采取适宜的换管、绝缘或加强修复方式实行缺陷修复，使管道缺陷隐患得到有效地控制，从而确保管道运行安全。

管道漏磁检测检测成果缺陷评价缺陷修复

0　引言

目前对智能清管检测技术及其应用的论述较多，如何提高检测精度，分析检测报告，并将检测成果应用到解决实际问题的生产过程中，需要在熟练掌握该技术的基础上，对检测报告进行认真分析，在管道中找到与报告数据相吻合的缺陷进行评价及相应的修复，最大限度地解除管道的安全隐患。笔者以中国石油西南油气田公司某气矿（以下简称“气矿”）为例，就管道漏磁检测成果分析作一探讨。

1　漏磁检测技术简介

管道漏磁检测是智能清管检测技术的一种，其原理就是运用清管通球的方式，利用设备自身携带的永久磁性的磁场系统，在管壁上产生一纵向磁场回路。磁场通过固定在工具内壁的径向刷扩展入壁厚内部，管道内外壁上的任何金属异常都会产生漏磁，探测器探测和录取漏磁量，根据漏磁量来判别金属损失缺陷、凹陷尺寸和其他各类管道附件（管件、阀门、焊缝等）异常。检测工具主要由电源系统、磁化装置、腐蚀传感器、内／外径腐蚀传感器、载体数据记录装置、定位系统、里程轮组成。漏磁检测能识别出金属管道内外金属损失（包括腐蚀缺陷及制造缺陷）、壁厚变化、环形焊缝异常、管体凹陷、金属接触物等特征，同时也能识别出阀门、三通、弯头、环焊缝等其他管道特性；但不能识别管道中的夹层和裂纹，另外工具运行速度过快或过慢以及运行不平衡也会影响到检测的精度，对进行过漏磁检测的管道在进行焊接维修过程中，需进行消磁处理。

2　漏磁检测报告分析

截至2015年3月，气矿已完成了32条78段管道的漏磁检测，共检测出内部金属损失201 672处，外部金属损失115 604处，焊缝异常3 919个，凹陷5 818个。通过对检测运行记录的数据分析，最终获得检测报告；然后再对检测报告中各类数据进行分析与评价，从而提出具体的修复计划。下面以GE PII公司报告中的管道数据列表（表1）形式为例加以分析。

2.1管道数据列表构成

1）焊缝编号。管道焊缝编号以10为倍数进行编号，以发球端第1个焊缝作为起点焊缝，编号为10，依次为20、30……，直至管线终点。针对表1中所示的110与120两焊缝间存在的111、112焊缝编号，是为区别本次检测与上次检测相同管节间新增的管节焊缝，以方便两次检测的数据对比。

2）特征点相对距离和绝对距离。特征点相对距离即该特征点距离其上游焊缝的距离，绝对距离即该特征点距离起点焊缝的距离。

表1　GE PII公司报告的管道数据列表

3）特征点描述。管道特征点包括除构成管道的各构件外，还包括检测到的接近或接触管道的金属物，主要有管节、三通、弯头、阀门、绝缘接头（法兰）、内外金属损失、焊缝异常、凹陷等。

4）缺陷点深度、长度、宽度。数据列表显示的特征中主要有内外腐蚀缺陷深度及相应的腐蚀长度和宽度。

5）时钟方向。时钟方向是指相关特征点在管道上沿检测时的气流走向顺时针方向的位置，根据此时钟位置，可以与管道相应构成进行对比，从而掌握相关的特征点信息。

2.2金属损失缺陷分析

根据检测报告及相关评价方法对数据列表中存在的较严重的缺陷进行初步分析，从而提前采取必要的措施，包括：①当腐蚀深度达到壁厚的80%时，应立即组织修复或提出换管计划。②凹陷一般分为普通凹陷和双重／多重凹陷，按ASME B31.8规定，当普通凹陷深度小于管道外径的6%时，认为可以接受。如果两个凹陷中心的间距小于管道直径，则判断为双重凹陷，对此类凹陷应进一步调查分析以确定是否存在第三方破坏的危险。③环焊缝异常，采取的办法是进行射线或超声波检测，从而确定是否进行修复。④其他异常特征，对报告数据分析时，应关注金属内外腐蚀、凹陷、环焊缝异常间是否相互存在，对此类的缺陷评价就要综合考虑潜在风险。

3　漏磁检测成果的应用

3.1缺陷查找验证

1）位置确定。首先根据检测报告中的定标点位置，确定缺陷点的大致范围，然后对该段位置内的其他数据进行分析，看是否存在如阀室、“T”接、绝缘接头／法兰，再根据绝对距离进行测量，在核对距离的过程中，对列表中大的弯头、连续转角等特征，结合地形地貌和经验，利用管道探测工具，逐步进行确定［1］。

2）缺陷开挖验证。根据确定的大致位置，利用数据列表中特征及相对距离进行缺陷点开挖验证，从而精确定位缺陷点的位置，流程如图1所示。

图1　缺陷查找验证流程图

在实际的缺陷验证过程中，应对开挖的缺陷类型、深度、时钟方向等实际测量值与检测报告数据进行对比，以验证缺陷位置的准确性［2］。缺陷验证应充分考虑检测时检测运行情况及检测工具的检测精度和可信度，相互印证。

3.2缺陷评价

对管道金属损失的缺陷评价主要是指缺陷管道剩余强度的评价，主要包括对体积型缺陷、平面型缺陷、弥散损伤缺陷、几何缺陷、机械损伤缺陷进行的评价。漏磁检测主要是检测体积型金属缺陷，常利用软件进行评价，评价方法多采用ASME B31G等标准，而ASME B31G是较先进的一种标准［3］，其中的零级及一级评价又是针对批量处理的两种方法，但零级评价相对较保守，具体评价方法如下［4］：

1）零级评价。公式为：

式中，L为腐蚀缺陷长度，mm；D为管道直径，mm；t为壁厚，mm；d／t为腐蚀峰值深度，%；SF为失效应力，MPa；Sflow为流变应力，MPa；SMYS为最小屈服应力，MPa。

通过软件计算出缺陷管道剩余强度，并按各腐蚀缺陷的发展趋势，计算得出未来缺陷管道剩余强度，从而根据管道实际情况，提出相应的缺陷修复建议。

3.3缺陷修复

缺陷修复措施包括换管、绝缘层修复及加强修复，具体为：①超出缺陷评价范围的，如腐蚀穿孔、缺陷深度达到壁厚80%的管段，可在采取预防措施的基础上，根据生产计划安排进行换管；②针对腐蚀程度较小的外部金属损失，可根据相应标准规范进行绝缘层修复；③根据评价结果对缺陷进行加强修复，修复方式除复合套筒外，常采用的有AP⁃PW、CLOCKSPRING等补强材料修复。缺陷修复的关键因素主要体现在修复技术和方法上，因此加强修复过程的监督，对提高修复效果至关重要。

4　结论及建议

管道漏磁检测成果主要以检测报告形式体现，除对缺陷类型进行分析统计外，同时也提供相应的开挖验证点数据以及整条管线的特征数据列表，针对各类缺陷程度（腐蚀、凹陷、焊缝异常、制造缺陷等）及相互影响程度，分析总结出影响管道安全的严重缺陷，并结合评价技术，提出修复建议。为最大限度地降低管道风险，建议从检测到修复完成的整个过程中，注意应尽可能提高检测的精确度，检测结果分析应全面，保证缺陷位置查找的准确性。

［1］沈群.腐蚀监测技术在气田地面生产系统的应用［J］.天然气技术与经济，2013，7（2）：56-58.

［2］沈群，韩光谱.阴极保护数据远程传输技术及应用［J］.天然气技术与经济，2011，5（6）：48-49.

［3］马彬，帅建.新版ASME B31G-2009管道剩余强度评价标准先进性分析［J］.天然气工业，2011，31（8）：112-115.

［4］ASME.Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines［S］.New York：American Society of Mechanical Engineers，2009.

（编辑：蒋龙）

B

2095-1132（2015）06-0046-03

10.3969／j.issn.2095-1132.2015.06.013

修订回稿日期：2015－11－23

沈群（1976－），高级工程师，从事天然气管道检测及评价工作。E-mail：shenq@petrochina.com.cn。