【摘 要】 油氣長輸管道是一種特殊的設(shè)備,在國民經(jīng)濟(jì)中的地位十分重要,在石化、化工、石化以及城市共用等行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。部分管道在安裝、制造乃至設(shè)計(jì)中存在的問題和缺陷隨著運(yùn)行時間的延長而漸漸暴露出來,嚴(yán)重的還會造成安全事故,嚴(yán)重威脅社會穩(wěn)定和工業(yè)生產(chǎn)秩序。在長輸管道的運(yùn)維過程中,如何提高檢測技術(shù)的水平,盡早發(fā)現(xiàn)管道存在的缺陷,為油氣管道的安全運(yùn)行提供有力保障,從根本上改變維護(hù)過剩和維護(hù)不足的現(xiàn)象,是擺在管道管理工作面前的艱巨而迫切的任務(wù)。管道檢測技術(shù)由管道內(nèi)檢測技術(shù)和管道外檢測技術(shù)組成。本文在對目前國內(nèi)外較為成熟、較為先進(jìn)的管道檢測技術(shù)進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身多年從事管道檢測工作經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),對長輸管道運(yùn)維中的檢測技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行研究。
【關(guān)鍵詞】 長輸管道;運(yùn)維過程;檢測技術(shù);內(nèi)測;外測
1.對長輸管道進(jìn)行檢測的意義
隨著使用年限的增加,外力、腐蝕等因素會給管道的安全帶來威脅。國內(nèi)外形成了一個一致的看法:只要定期對管理進(jìn)行檢測和評價,進(jìn)行有計(jì)劃的修理好維護(hù),就沒有必要也不可能能將老管道廢棄不用。
在國外,油氣管輸行業(yè)把管道的更換、修復(fù)和修理被簡稱為3R技術(shù)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明,一般來說需要進(jìn)行更換操作的管道只占總長度的二十分之一,費(fèi)用卻十分昂貴。修理是指管道發(fā)生事故進(jìn)行搶修,同樣需要花費(fèi)高昂的費(fèi)用。而修復(fù)是有計(jì)劃的、主動的操作,它是指發(fā)生事故前通過檢查發(fā)現(xiàn)管道存在的缺陷,并有計(jì)劃進(jìn)行操作,已達(dá)到恢復(fù)管道性能、排除事故隱患的目的。實(shí)踐證明,修復(fù)比修理和更換操作的費(fèi)用都要低得多,因此在3R操作中的地位越來越重要。
過去,由于我國檢測油氣管道的技術(shù)水平相對較低,還不能對管道的腐蝕情況和運(yùn)行狀況進(jìn)行準(zhǔn)確的確定,為了避免事故發(fā)生,對于使用年限較長的老管道和發(fā)生過事故的管道只有采用限壓或建設(shè)復(fù)線的措施,以減少安全事故的發(fā)生。盡管取得了一定效果,但是浪費(fèi)了大量的物力財(cái)力,且不能從根本上杜絕安全事故的發(fā)生,還會給管道的運(yùn)營能力造成影響。從這個意義上說,我國急需找到一種科學(xué)合理而行之有效的管道檢測措施,以確保長輸管道運(yùn)行的安全和高效。
科學(xué)的管道檢查技術(shù)不僅可以減少或避免管道事故的發(fā)生率、對管道狀況進(jìn)行預(yù)測和了解,還對管道的維護(hù)具有一定的指導(dǎo)作用,確保維護(hù)工作可靠經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行,從而徹底改變過去維護(hù)過剩和維護(hù)不足的局面,建立根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)維護(hù)的長輸管道維護(hù)體系。所以,油氣長輸管道檢測事業(yè)的大力發(fā)展,是提高管道修復(fù)水平、充分發(fā)揮老管道的“余熱”、減少或避免事故發(fā)生、確保運(yùn)行安全的重要前提。
2.長輸管道檢測技術(shù)的種類
在運(yùn)營過程中,長輸管道受到的腐蝕來自內(nèi)外兩個環(huán)境,也就是內(nèi)腐蝕和外腐蝕。介質(zhì)輸送、管道內(nèi)應(yīng)力、污物以及管內(nèi)積液的共同作用,是內(nèi)腐蝕發(fā)生的根本原因所在。而外腐蝕則是由于涂層被破壞而導(dǎo)致管體腐蝕。
內(nèi)腐蝕的彌補(bǔ)手段通常有加緩蝕劑和清管等。近年來,管道業(yè)主加強(qiáng)了對管道運(yùn)行的管理,對輸送介質(zhì)的要求也愈加嚴(yán)格,在很大程度上遏制了內(nèi)腐蝕,內(nèi)腐蝕不再是威脅管道安全的主要?dú)⑹?。目前,國?nèi)外都把長輸管道防腐的重點(diǎn)放在了外防腐方面,管道檢測也把重點(diǎn)放在了外腐蝕所造成的管道缺陷和涂層缺陷上。
進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐漸普及和推廣,國內(nèi)外的管道檢測技術(shù)發(fā)展迅猛,形成了管道外檢測技術(shù)和管道內(nèi)檢測技術(shù)兩個分支,其中外測技術(shù)包括智能檢測和涂層檢測等。
一般情況下,如果管道涂層失效或破損,其下方的管道一樣會受到腐蝕。管道外測技術(shù)通過對陰極保護(hù)的有效性和涂層的檢測,以達(dá)到對管體腐蝕缺陷進(jìn)行檢測的目的。而管道內(nèi)測技術(shù)的目的主要在于發(fā)現(xiàn)管道局部變形、內(nèi)外腐蝕以及焊接缺陷,同時也可以間接的對涂層的完好程度進(jìn)行判斷。
3.長輸管道運(yùn)維過程中的檢測技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐
3.1管道外檢測技術(shù)
通常,采用電法保護(hù)和涂層保護(hù)相結(jié)合的防護(hù)系統(tǒng)對埋地管道外腐蝕進(jìn)行控制。此二種方法相輔相成、互為補(bǔ)充:涂層保護(hù)增加了陰極保護(hù)的有效性、降低了陰極保護(hù)的成本,而涂層出現(xiàn)的損傷和針孔的地方在陰極保護(hù)的作用下得到了有效控制。目前,該方法已經(jīng)被廣泛在埋地管道防腐控制中應(yīng)用,被公認(rèn)為長輸管道最佳的保護(hù)方法,這種方法在我國已經(jīng)使用近半個世紀(jì)。
涂層檢測技術(shù)是采用專門設(shè)備,在不開挖管道的前提下,對涂層的綜合性能進(jìn)行非接觸性的檢測,從而對涂層破損缺陷和老化進(jìn)行定位,并對缺陷進(jìn)行分類和綜合評價,從而制定出科學(xué)合理、切實(shí)可行的整改計(jì)劃。該方法具有準(zhǔn)確、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),對管道企業(yè)掌握管道涂層的現(xiàn)狀具有十分重要的指導(dǎo)作用,有利于管道的及時維護(hù),以確保管道涂層的完好性和完整性。
目前,國際上較為廣泛使用的長輸管道外測技術(shù)主要有:皮爾遜檢測技術(shù)、密間距單位測試技術(shù)(CIPS、CIPS)、直流點(diǎn)位梯度測試技術(shù)(DCVG)以及標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測技術(shù)等。
3.2長輸管道內(nèi)檢測技術(shù)
管道內(nèi)檢測技術(shù)是在PIG(清管器)上加載各種類型的NDT(無損檢測)設(shè)備,用SMART PIG(智型管道缺陷檢測器)替代非智能的清掃PIG,對信息進(jìn)行采集、處理和儲存,通過在管道內(nèi)運(yùn)行的清管器,來對管道缺陷進(jìn)行檢測。此項(xiàng)技術(shù)的在世界上的使用也有半個世紀(jì)的歷史,美國的Tuboscopc公司早在1965年就在油氣長輸管道中成功的使用了漏磁無損檢測技術(shù)(MFL NDT)。緊隨其后,其他無損內(nèi)測技術(shù)也蓬勃興起。目前,除上述的美國的Tuboscopc公司外,國外的以下檢測公司較為出名:British Gas(英國)、Pipetronix(德國)、Rosen(德國)、Corrpro(加拿大)等,這些公司的產(chǎn)品都基本實(shí)現(xiàn)了多樣化和系統(tǒng)化。
按功能的不同,可以將管道內(nèi)測技術(shù)劃分為測徑儀器、泄漏檢測儀、漏磁檢測儀、渦流檢測儀、裂紋檢設(shè)備等,其中內(nèi)徑檢測儀主要用于管道橢圓度、凹坑以及內(nèi)徑等幾何變形的檢測,泄漏檢測儀主要要與管道微小泄漏的檢測,漏磁檢測儀主要用于腐蝕導(dǎo)致的體積型缺陷的檢測,渦流檢測儀主要用于裂紋類平面型缺陷的檢測,而裂紋檢測設(shè)備則主要以超聲波檢測儀和彈性剪切波為基礎(chǔ)。廊坊管道局2014年底對轄區(qū)內(nèi)的幾條長輸管道進(jìn)行了管道內(nèi)檢測,并采用挖坑的方式對檢測結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明:此檢測方法準(zhǔn)確率較高,其中,缺陷定位和大小識別的準(zhǔn)確率高達(dá)90%,該法以確定為我局今后發(fā)展的主要方向。
4.結(jié)束語
相對來說,國內(nèi)在管道檢測技術(shù)研究方面的水平和國外先進(jìn)國家還有很大的差距,盡管在管道外測技術(shù)上有了一定的進(jìn)步,但是在管道內(nèi)測技術(shù)方面仍然處于初步階段??上驳氖牵陙?,我國政府對管道安全工作越來越重視,一系列行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相繼出臺,管道檢測的周期和內(nèi)容有了明確的法令和標(biāo)準(zhǔn),無疑將推動我國管道檢測技術(shù)的迅猛發(fā)展,我國長輸管道的運(yùn)營能力和安全級別在不久的將來必將躍上一個新的臺階。
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