海底管道两轮漏磁内检测数据的比对方法

王丹丹，林　晓，骆秀媛，詹燕红

(1.中海油能源发展装备技术有限公司， 天津 300452； 2.中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司，天津 300452)

海底管道两轮漏磁内检测数据的比对方法

王丹丹1，林晓2，骆秀媛1，詹燕红1

(1.中海油能源发展装备技术有限公司， 天津 300452； 2.中海石油(中国)有限公司蓬勃作业公司，天津 300452)

摘要：分析海底管道漏磁检测报告的数据参数，提出在关键点对齐的前提下，以相对里程、时钟方位和表面位置3个位置参数为核心要素的比对方法，对渤海某海底管道的2轮漏磁检测数据进行案例应用。结果表明，在关键点对齐的前提下，只要这3个参数吻合度较好，则可以判定为同一缺陷，即使缺陷特征参数(长度、宽度和相对深度)完全不符合腐蚀的发展趋势，也不能借此否定其为同一缺陷的可能。

关键词：海底管道；漏磁检测；两轮；比对；位置参数；关键点

海底管道漏磁内检测是检测海底管道腐蚀缺陷信息的最有效手段，也是海底管道完整性管理的重要方法，当前随着国内海底管道漏磁内检测工作的推进，很多海底管道已经开展了两轮甚至多轮漏磁内检测工作，但是对多轮检测数据的比对和分析工作却相对滞后。通过对多轮漏磁检测数据进行比对，可以分析缺陷的腐蚀发展规律，预判管道的腐蚀寿命。目前国内对漏磁检测数据的利用率非常低，仅仅用来识别管道壁厚减薄和评估缺陷剩余强度[1-3]，在多轮检测数据比对方面目前国内只报道过管道缺陷的漏磁和超声数据比对[4]以及管道内外检测数据的比对[5]，多轮漏磁检测数据的比对和分析工作几乎没有开展[6]；而国外相关研究工作[7-8]开展稍多。对于海底油气管道来说，漏磁内检测是一项高风险高成本的完整性管理手段，因此其获得的数据也极其珍贵，应该最大限度地挖掘其使用价值，通过对多轮检测数据进行深入比对和分析，判断腐蚀缺陷的发展模式，管道腐蚀敏感区域，合理预测管道的剩余寿命，为管道完整性管理计划的制定和调整提供科学的依据。

1两轮漏磁检测数据比对的必要性

通常情况下，同一条海底管道2轮漏磁内检测数据量有很大差别，一般第二轮检测到的缺陷数据量相对于第一轮检测到的缺陷数据量明显增多，如图1所示，针对2次检测数据可以把缺陷分为3类。

第1类缺陷。漏检/误检缺陷，即在第1次检测中被检出，在第2次检测中未检出，出现这种情况主要跟检测仪器的稳定性、精度、数据读取误差及其他偶然误差等相关。

第2类缺陷。重合缺陷，即在第1次检测中被检测，在第2次检测中仍然被检出，这类缺陷是深入研究管道腐蚀发展模式和剩余寿命的最关键数据。

第3类缺陷。新增缺陷，即在第1次检测中未被检出，在第2次检测中被检出，这类缺陷数据可以用来研究管道的腐蚀活化性，即管道哪些位置随时间发展腐蚀风险较高。

图1　2次漏磁内检测缺陷数据分类

22次漏磁内检测数据比对方法

如何分析和判断2次内检测数据中哪些是1类缺陷，哪些是2类缺陷，哪些是3类缺陷，针对漏磁检测报告提供的数据信息来说，主要可以从缺陷数据的参数来比对，分析缺陷所在的位置参数和特征参数的吻合度。

2.1漏磁检测提供的缺陷数据参数分析

目前国际知名的管道检测公司如TDW、GE-PII、ROSEN、Baker Hughes等提供的检测报告中，数据参数见图2和图3，包括缺陷的绝对里程位置、所在管段编号(即上游焊缝编号)、管段长度、相对里程(即相对上游焊缝的位置)、时钟方位、缺陷长度、缺陷宽度、缺陷相对深度，其他还有弯头、阀门和三通等附件信息。

经分析，发现表征缺陷数据的参数主要分为两类，一类是位置参数，表明缺陷在管道上的所处位置，包括绝对里程、相对里程、时钟方位和表面位置；第二类是特征参数，表示缺陷的尺寸信息，包括缺陷长度、宽度和相对深度，见表1。

图2　漏磁检测缺陷里程位置参数

图3　漏磁检测缺陷位置参数和特征参数

参数分类具体参数示例备注位置参数绝对里程496.35m指缺陷相对于里程0点的距离管段编号550指缺陷所在管段的编号,即管段上游最近焊缝编号相对里程9.05m指缺陷相对上游最近焊缝的距离时钟方位02:55指缺陷的环向位置表面位置EXT(外表)指缺陷在管体的内外表面位置特征参数长度9mm指缺陷沿管道轴向的尺寸宽度15mm指缺陷沿管道环向的尺寸相对深度35%指缺陷沿管道径向的尺寸与管壁标称厚度的百分比其他PITT点蚀如对缺陷类型的判断

2.2缺陷数据的比对原则

通过对检测数据参数的分析，粗略可知同一缺陷在两次检测报告中出现时，需要符合两方面要求：一是位置相近；二是特征相近，因为腐蚀缺陷具有时间依赖性，即随时间增长的特性，并考虑到检测仪器的精度、数据提取的误差及其他偶然误差等，同一缺陷的2次检测数据不会完全相同，但是必须相近，尤其是位置参数必须高度相近。

2.3缺陷数据的比对方法

2.3.1关键点对齐

首先比对2次检测的整体数据并进行关键点对齐修正，包括里程零点的位置，如发球筒第1个阀门；首末焊缝的位置和编号；所有焊缝位置和数量；里程终点的位置和总里程数,见表2。

如果2次检测的里程零点定位不同，则需要进行修正对齐，如果两次焊缝数量不同，则需要进行修正，排除焊缝漏报误报的情况，以方便后续检测数据的比对，提高数据比对的准确性。关键点对齐是多轮检测数据比对至关重要的一步，如果关键点对齐错误，则后续数据比对结果完全不可用。如果评估工程师在不知道关键点对齐有错误的情况下，对检测数据进行比对和进一步分析，其结果会是完全错误的，严重的会影响决策者对管道完整性的判断，造成不可逆转的损失。因此，多轮检测数据的比对首先一定要保证关键点对齐无误。

表2　关键点对齐的重要条目列表

2.3.2位置参数比对

关键点对齐后，即可开始进行单个缺陷的数据比对，单个缺陷数据比对关键在于位置参数的比对，因为针对同一缺陷的2次检测数据，由于腐蚀的发展和检测仪器的精度问题，缺陷特征参数可能有较大差异，但是位置参数不会有很大出入。因此位置参数的分析是比对工作的重中之重，在里程0点和焊缝对齐后，位置参数中起决定作用的就是缺陷的相对里程、时钟方位和表面位置。一般针对同一个缺陷点，其两次检测时，绝对里程可能会有较大偏差，因其管道总长度可能较长(几km到几十km)，关系到里程轮误差的累积，但是其相对焊缝的距离(即相对里程)偏差不会很大，因为一般2个焊缝位置相距12 m左右，里程轮的累积误差很小，时钟方位偏差也不会很大，所以这2个参数是确定2组数据是否指向同一缺陷的关键数据。如果这2个数据相符，那么基本可以断定为同一缺陷，具体比对要求见表3。

表3　缺陷位置参数比对要求

2.3.3特征参数比对

对于位置参数比对后初步判定为同一缺陷的数据，还需要进行缺陷特征数据的比对，即缺陷长度、宽度和相对深度数据的吻合情况。由于管体缺陷随时间的推移或多或少的有所发展，因此对于相隔一定时间段的两次检测，如果后一次检测的缺陷特征相比前一次检测数据，在尺寸上有所增加，则可以认定其为同一缺陷，通过分析尺寸的增加程度，可以分析缺陷点的腐蚀发展情况，进而预测缺陷剩余寿命等；若后一次检测数据反而比前一次检测数据在尺寸上减小，则认为其为疑似同一缺陷，需要辅以其他信息综合考虑或待后续其他手段的检测确认。

3比对案例

3.1管道基本信息

本示例信息来自渤海一条注水海底管道，详细信息见表4。

表4　管道基本信息表

3.2管道检测信息

该管道曾于2012年和2013年分别实施过漏磁内检测，且两次检测器具由同一家承包商提供，整体检测结果见表5。

表5　两次检测结果

3.3缺陷数据的比对

缺陷数据比对主要分3步走。第1步首先进行关键点数据对齐，如里程0点，里程终点，焊缝位置和数量，弯头和阀门等，为后续缺陷数据比对做好基础工作；第2步，比对缺陷位置参数；第3步比对缺陷特征参数，从而确定哪些缺陷为同一缺陷，哪些缺陷为新增缺陷，哪些缺陷为误检或漏检缺陷。

限于篇幅，无法对所有数据进行比对，因此选定该管道中的一段管道的缺陷进行对比，所选管段编号为750，长度为12.8 m，即选择位于焊缝编号750～760之间12.8 m长的管段所有缺陷进行比对。该管段两次检测到的缺陷数据见表6和表7。其中第1次检测到6个缺陷点，第2次检测到7个缺陷点，所有缺陷点均为内部点腐蚀缺陷。

3.3.1关键点对齐

根据2次检测的基本情况，其中两次检测的里程0点和里程终点选定相同，焊缝编号规则相同，焊缝总数量相同，但是2次终点里程相差13.382 m，考虑到检测仪器里程轮的累积误差，该数据不影响总体关键点对齐和修正，经比对，发现2次检测的关键点对齐良好，如表8所列，可以进行下一步的缺陷比对。

3.3.2缺陷比对结果

该管段第1次检测到6个缺陷，第2次检测到7个缺陷，根据缺陷的相对里程位置就近原则，首先确定6个比对组，分别是缺陷1和缺陷a，缺陷2和缺陷b，缺陷3和缺陷d，缺陷4和缺陷e，缺陷5和缺陷f，缺陷6和缺陷g。对于第2次检测到的缺陷c，其相对里程与第1次检测到的所有缺陷接近程度都不是很好，故选择与其位置最相近的缺陷2和缺陷3进行分别比对，因此又确定2个比对组，即缺陷2和缺陷c，缺陷3和缺陷c，8个比对组，比对结果见表9和表10。

表8　关键点对齐情况表

表9　首次6个比对组的比对情况表

注：所有差值计算均由第2次检测数值减去第1次检测数值。

表10　第2次检测到的缺陷c的比对情况

由表9可见，如果从位置参数看来，各组缺陷绝对里程差值在1.547～1.574 m，相对里程差值最大不超过21 mm，时钟方位差值最大为18 min，换算成角度值为9°。从特征参数看来，除缺陷1和缺陷a组以外，其余5组缺陷的尺寸在第2次检测时均或多或少有所增加，符合腐蚀缺陷随时间发展的特性，进而验证了每组的2个缺陷数据均指向同一缺陷。对于缺陷1和缺陷a，由比对发现其长度和深度在第2次检测时反而有所减少，从腐蚀发展的角度这是不可能的，但是考虑到检测仪器的精度和数据读取的误差及其他偶然因素，认为这种情况是存在的，综合考虑位置参数，认为这2个数据亦指向同一缺陷。由此，经过比对可以肯定的说第1次检测到的6个缺陷在第2次检测时均有检出。

由表10的2组对比看出，缺陷2和c的相对里程相差102 mm，时钟方位差5 h 44 min，换算成角度为172°，所以可以肯定这2个缺陷不是同一缺陷；对于缺陷3和缺陷c，时钟方位相差171°，单从这一项参数即排除是同一缺陷的可能性，因此第2次检测到的缺陷c与第一次检测到的缺陷均不吻合，判定为新增缺陷。

因此，经过对该管段2轮内检测缺陷数据的比对，发现：

1) 第1次检测到的6个缺陷在第2次检测时均被检出，检出率100%，且6个缺陷中有5个缺陷在深度方向上的尺寸均有所增加，据此可以预测缺陷沿壁厚方向的腐蚀发展情况，为剩余寿命的预测提供依据。

2) 在第2次检测时检出新增缺陷1个，其相对里程为6.374 m，时钟方位为09：10。

3) 从2轮检测数据对比还发现，该管段的大部分缺陷位于管段中间位置，即相对里程6.2～6.5 m，而新增缺陷也位于该范围内，这说明该管段中间位置为腐蚀敏感区域，需加强对中间位置的腐蚀监测。

4结论

1) 通过对漏磁内检测报告中缺陷数据参数的分析，认为在关键点对齐的前提下，2轮缺陷数据比对的关键因素分别是相对里程、时钟方位和表面位置，如果这3个因素吻合度较好，则基本可以判定为同一缺陷。

2) 对于2轮检测数据来说，缺陷的尺寸特征参数在比对中不起决定作用，但是起辅助参考作用，即使后一次检测的尺寸比前一次检测的尺寸有所减少，不符合腐蚀发展的特点，但是如果其位置参数吻合度较好，则仍然可以判定为同一缺陷，因为缺陷尺寸数据还受检测仪器的精度和偶然误差等的影响。

3) 对于比对案例而言，2轮缺陷的相对里程差值最大2.1 cm，时钟方位差值不超过10°，总体来说位置参数的吻合度很好。如果2轮检测由不同的承包商实施，这2个参数的差值可能要更大一些，但是不能因为差值稍大就排除其为同一缺陷的可能性，一定要结合其他参数进一步分析判定。

4) 对于来自不同检测公司检测报告的数据比对，还需要后续仔细研究和分析，找到合适的比对方法、合理的差值控制范围等。

参考文献

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[8] KARIYAWASAM Shahani,WANG Hong.Learning from multiple corrosion growth rate(run-comparison)studies[C].NACE2011-11303,2011.

Comparison Method of Two Magnetic Flux Leakage Inspection Data of Submarine Pipeline

WANG Dan-dan1, LIN Xiao2, LUO Xiu-yuan1, ZHAN Yan-hong1

(1 CNOOC Energy Development Equipment Technology Co. Ltd., Tianjin 300452, China;2 CNOOC China Limited-Pengbo Operating Company, Tianjin 300452, China)

Abstract:The parameters in the report of submarine pipeline magnetic flux leakage inspection are analyzed. A comparison method is proposed, under the premise of key point alignment, the relative distance, clock orientation and surface location are the core factors of comparison. The comparison method is used in a submarine pipeline two inspection data, and the results show that under the key point alignment premise, once the three parameters match well, it is judged to be the same defect, even if the defect characteristic parameters (length, width and relative depth) do not comply with the law of corrosion development.

Key words:submarine pipeline; magnetic flux leakage inspection; two times; comparison; location parameter; key point

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2016.03.028

收稿日期：2015-11-05

第一作者简介：王丹丹(1982—)，女，硕士，工程师 E-mail:wangdd3@cnooc.com.cn

中图分类号：U664.84

文献标志码：A

文章编号：1671-7953(2016)03-0122-06

修回日期：2015-11-27

研究方向:海底管道检测缺陷、风险及完整性评价