Gazprom研究DCVG/CIPS/MTM检测技术在不可清管管道完整性管理中的应用



Gazprom研究DCVG/CIPS/MTM检测技术在不可清管管道完整性管理中的应用

目前，不可清管管道的完整性管理仍旧是运营商面临的一大难题，这些管道主要是分支管道，运行时间长且输送终端是工业区和人口稠密区。一般陆上管道完整性管理使用的检测技术有直流电位梯度法（DCVG）、密间隔电位法（CIPS）和磁性层析成像技术（MTM）。DCVG和CIPS主要用于管道涂层完整性检测和阴极保护效果检测，但对于防腐层剥离不敏感。MTM基于磁致伸缩逆效应，根据管道磁场的变化判定管段的应力特征，但在检测管道应力水平时精确性不高，少于最小屈服强度的5%。对于不可清管管道，建议综合利用DCVG/CIPS/MTM，弥补每种方法之间的局限性，形成一套有效的不可清管管道完整性管理方案。

俄罗斯天然气输气管道系统（GTS）长度约为164700km，其中大口径管道（1020-1420mm）占了一半以上。其中，47%的管道不能实施在线检测，为不可清管管道。为了验证DCVG/CIPS技术检测在天然气管道中的应用性能，Gazprom公司委托两家专业检测公司进对GTS的4078m的管段进行了DCVG/CIPS技术检测试验：（1）波兰Geoinvirex公司，使用设备是模拟DCVG-meter测量仪和DCVG Ltd.(UK)生产的数字数据记录器 Quantum CIPS；（2）波兰Corrstop公司，使用设备是Cathodic科技有限公司生产的Hexcorder MM，智能记录仪Ⅱ。两公司检测方法相同，检测结果如下：两公司检测的缺陷严重性指数均高于35%；由于Hexcorder MM对缺陷有较高的灵敏度，Geoinvirex公司检测速度慢且参与人数多，Corrstop公司检测速度快且参与人数少，检测出的缺陷数量较多。

虽然DCVG/CIPS技术检测可以对不可清管管道进行缺陷检测，但此方法对防腐层剥离不敏感，而事实上，被测管道的防腐层剥离占了管道总长度的70-80%，占大口径管段的95%，涂层平均寿命仅为8-12年，而大多数运行管道寿命已明显超过这个年限。MTM技术可弥补这一缺点，且该技术的最大优势是可以在管道正常运行状态下进行磁场测量作业。MTM检测技术已经在Gazprom公司、Transneft公司、TNK-BP公司和Lukoil公司管道中应用超过1700km。最著名案例的是对Gazprom公司的Kolomna-II管道进行检测，检测人员在2.3km管段发现了503处磁力异常处（应力集中区）。根据检测结果，操作人员已实施120次挖掘，更换670m管道（50%由于管壁防腐层剥离）。MTM检测技术也存在一些缺陷：如果磁力计远离管道（＞15D）或靠近管道（＜1D）就会产生误差；检测管道应力水平时精确性低，少于最小屈服强度的5%；不能计算出缺陷管壁绝对应力值、缺陷类型和缺陷大小，只能高度依赖数据解读器的精确水平。

以上三种管道完整性检测方法各各有利弊，Gazprom公司开始尝试开发DCVG/CIPS/MTM综合检测技术，并期望到2017年此技术得到应用。检测步骤分5步：1.设计运行和测量数据采集；2.进行DCVG/CIPS/MTM综合检测；3.直接挖掘检测；4.FFP分析；5.制定修复方案。

张雪琴 孙冰源 编译自《Pipeline Technology Journal》杂志2016年8月