石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状

唐旭东 王九方 薛留军 刘国栋 海洋石油工程股份有限公司

无损检测技术可以在不损坏石油结构特性及维持其正常运转的前提下，对其内外结构缺陷做出全面的检测和分析。磁粉无损检测、射线无损检测等作为目前最常用的无损检测技术，会随着相关领域的发展而逐渐完善，从而扩大无损检测技术的应用范围，更好地维护石油管道的安全稳定运行。

一、无损检测技术概述

（一）无损检测技术的概念

通常无损检测技术可以使用物理特性来实现无损检测，比如声音、光以及电磁等，能够对压力容器的材质以及是否存在缺陷进行探伤。与传统的检测技术相比，无损检测技术具有不可比拟的优点，可以弥补传统检测技术的不足，通常无损检测技术包括磁粉检测、超声波检测、射线检测、渗透检测、涡流检测等。其可以针对锅炉不同的位置进行探伤。

（二）无损检测技术的目的

无损探伤是指在不破坏检测对象的条件下，对检测对象进行探伤，检测方法有4种：超声波探伤、射线探伤、渗透探伤、磁粉探伤。其可以在保证锅炉正常工作的情况下实现探伤，从而有效地降低隐患以及保证锅炉的质量。无损检测技术不仅可以有效优化锅炉检测安全性，而且防止出现人身安全事故[1]。

二、石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状

（一）射线无损检测技术

对于石油管道的焊接接头内部缺陷问题可以采用射线检测方法，包括未焊透、气孔、裂纹、夹渣、未熔合等缺陷问题都能够做到准确检测，检测结果可以具体到缺陷问题的位置、大小和性质等相关信息，有利于处理措施的进行。主要在于射线检测的记录介质为底片，使缺陷问题的具体情况能够更加直观地被反映出来，并且更利于长期保存。但是，在实际检测工作中，以薄工件的检测更为顺利，厚度较高的工件会影响到射线的穿透力，且射线检测方法在成本方面的要求较高，检测效率也更低，还需要检测人员做好辐射的防护措施，对于广泛应用的限制性较高。

（二）远场涡流无损检测技术

在石油的铁磁性管道中会出现一种独有的远场涡流现象，这是一种可以穿透管壁的低频率涡流，以此为基础诞生的远场涡流无损检测技术，探测设施主要由和管道同轴的激励和检测螺线管线圈构成。一般情况下，当使用该设施进行检测时，检测线圈的位置通常位于距离激励线圈约两倍石油管道内部直径及以上的远场区域内。和常规的涡流检测技术相比，远场涡流无损检测技术极大地克服了趋肤效应。而且与其他性质的无损检测技术相比，远场涡流无损检测技术能够全面检测石油管壁外表面上存在的缺陷，并且外界因素对其检测工作的影响程度较低。但是需要注意的是，该项无损检测技术信号较为微弱，检测速度和效率相对较低，这也正是该项技术发展速度缓慢的主要原因。

（三）电磁超声无损检测技术

对于石油管道的焊接接头内部缺陷问题还可以采用超声波检测方法，具有穿透能力更强的技术优势，适用于更多厚度范围的工件检测，使缺陷问题的位置、大小、深度等检测结果更加准确和详细，尤其是对裂纹、未焊透和未熔合等面积型缺陷问题的检出率更高，还具有检测成本低、灵敏度高、效率高、对人体无害等技术优势。但是，在实际检测工作中，在定量方面存在一定难度，定量不准将直接影响检测的准确率，最终检测结果也无法做到直观的反映和记录。

（四）磁粉无损检测技术

该项无损检测技术是借助铁磁性材料在磁场环境中被磁化后会在管道的表面缺陷位置产生磁漏，以此为基础对管道内部开展探伤处理。简而言之，就是将铁磁型材料放置在N 极和S 极之间，其周围会产生相应的磁力线，在铁磁性材料外观均匀的情况下，磁力线彼此之间会呈现相互平行的状态。相反的，如果石油管道内部存在裂痕或气孔等缺陷问题，磁力线粒子在穿过这一位置时就会发生改变。分析通过磁力线发生改变的位置可以有效确定管道缺陷的具体位置[2]。

三、工程建设无损检测管理建议

（一）加强事前及事中控制

开工前加强对检测队伍工艺编制、资源投入、人员能力的控制，对无损检测单位计划投入的人员资质、能力严格把关，避免现场检测人员能力不足。项目进行中加强现场的监督管理，做好事中实施有效控制，保证工程检测质量持续处于受控状态。

（二）加强无损检测技术交底管理

无损检测技术交底应层层开展，确保各检测、监理单位对检测中关键环节有明确的认识。开工前，安排复评单位进行技术交底，明确检测技术要求及关键点，对检测过程中易出现争议的条款给出明确要求，避免评定时出现各方理解不一致。检测单位技术负责人应对设计文件无损检测章节内容重点学习，组织本单位相关人员培训考核，保证检测人员能力水平。监理单位应对设计文件无损检测章节内容、涉及的标准规范深入学习、理解，在日常管理中对检测单位执行情况进行严格监督检查。

（三）加强无损检测人员管理

开工前落实检测人员的培训管理，除检测基本技术外，结合焊接工艺规程，补充基本焊接知识，提高评定人员对缺陷的识别能力。在项目中期加强复评单位与检测单位间的技术探讨，提升评定人员的能力水平。加强无损检测现场操作人员，数据初、复评人员以及项目质量监督管理人员安全责任的学习及培训，提升无损检测数据评、审人员的安全质量责任意识。

（四）开展检测机组能力考核认可

相控阵超声波检测的数据评定结果与实际焊缝缺欠相符程度受现场操作人员的能力影响很大。可组织复评单位对检测机组现场培训并进行能力考核认可，保证在确定的检测工艺及操作规程下，检测结果具有高度可靠性和可重复性，从而确定机组具备持续、稳定提供合格检测服务的能力[3]。

四、结语

石油管道在服役期内受载荷变异、介质侵蚀和环境变化等因素影响，可形成不同形式的损伤，对管道安全运行造成极大危害。利用无损检测技术最大程度地发现管道中的安全隐患是减少管道安全事故发生、维护管道安全运行的有效途径。