中國石油新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠

埋地管道PCM及超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)

馮小剛 張紹鵬 單國平 柯巖 劉劍飛中國石油新疆油田公司準(zhǔn)東采油廠

PCM技術(shù)是在對管道不開挖的前提下，在對地面非接觸性條件下對涂層綜合性能進(jìn)行檢測，科學(xué)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地對涂層老化及破損缺陷定位，同時(shí)針對缺陷大小、數(shù)量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和綜合評價(jià)，并提出整改計(jì)劃，以指導(dǎo)管道業(yè)主對管道涂層狀況的掌握，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，保證涂層的完整性及完好性。超聲導(dǎo)波可在一個(gè)測試點(diǎn)對一段距離的管道材料進(jìn)行100%的檢測。超聲導(dǎo)波無損檢測技術(shù)常用于快速檢測管道內(nèi)部和外部腐蝕及其他缺陷，可不用除去涂層進(jìn)行檢測，其具有在線、快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。此外，超聲導(dǎo)波無損檢測系統(tǒng)在檢測裂紋和金屬損失方面也有明顯的技術(shù)優(yōu)勢：檢測靈敏度可達(dá)橫截面的2%，定位精度±6 cm，環(huán)向角度定位精度22°，因此被廣泛應(yīng)用于各種管道的檢測。

PCM；超聲導(dǎo)波；埋地管道；腐蝕；檢測

防腐層是防止和減緩埋地鋼質(zhì)管道腐蝕的重要手段，管體的腐蝕往往是因?yàn)榉栏瘜邮?，使管體不能受到有效地保護(hù)導(dǎo)致的。盡管防腐層破損點(diǎn)處的管體不一定發(fā)生腐蝕，但發(fā)生管體腐蝕處的防腐層一定失效。這為通過管道的外防腐層漏點(diǎn)的檢測，找出管道管體的腐蝕點(diǎn)提供了技術(shù)支撐。PCM管道防腐層檢測和超聲導(dǎo)波能夠?qū)υ谝酃艿?，在不開挖條件下進(jìn)行腐蝕情況的檢測和評價(jià)。

1 存在的問題

埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕檢測是油田地面工程的工作重點(diǎn)，傳統(tǒng)管體剩余壁厚檢測等方法需要開挖，防腐層檢測不但達(dá)不到100%檢測的目的，而且會對管道外防腐層造成一定的損壞。

（1）傳統(tǒng)防腐層檢測方法無法實(shí)現(xiàn)對埋地管道進(jìn)行整體評價(jià)。傳統(tǒng)的電火花檢測方法，只適用于新管線防腐層的質(zhì)量檢驗(yàn)，無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)行埋地管道的外防腐層評價(jià)。

（2）傳統(tǒng)超聲測厚儀無法對管道本體的腐蝕情況做整體評價(jià)。傳統(tǒng)的超聲波測厚儀只能測出探頭接觸點(diǎn)的管道厚度，而無法對管道整體的腐蝕情況進(jìn)行評價(jià)。

（3）傳統(tǒng)管道檢測方法需要對埋地管道開挖，檢測成本高。傳統(tǒng)管道檢測方法需要對埋地管道開挖，檢測探頭必須和管道本體接觸才能完成防腐層和本體的檢測；不但檢測費(fèi)用高，而且不能對管道防腐層和本體進(jìn)行整體評價(jià)，無法掌握在役管道的安全狀況。

2 關(guān)鍵技術(shù)及原理

多頻管中電流法（PCM）即Pipeline Current-Mapper的簡稱，主要是測量管道中電流衰減梯度，因此也稱為電流梯度法。它是一種通過分析地下管道中電流的變化來研究埋地管道防腐層狀況的不開挖檢測技術(shù)，既可進(jìn)行管道定位又可用于管道防腐層狀況檢測，解決了以往埋地管道在非開挖狀況下無法檢驗(yàn)的難題。其優(yōu)點(diǎn)是不但可以進(jìn)行管線定位，防腐層破損點(diǎn)定位，還可以評估防腐層的老化狀況。

超聲導(dǎo)波管道本體檢測對管道本體的內(nèi)外腐蝕情況進(jìn)行100%的檢測可進(jìn)一步地掌握管線本體（或儲罐本體）的情況，以準(zhǔn)確地判斷管線的使用性能。

2.1與傳統(tǒng)的管道防腐層檢漏試驗(yàn)方法對比

傳統(tǒng)的管道防腐層檢漏試驗(yàn)方法（SY/T 0063—1999）是根據(jù)漏點(diǎn)或金屬微粒能形成低電阻通路及防腐層中的過薄點(diǎn)會產(chǎn)生電擊穿的原理發(fā)出報(bào)警來進(jìn)行檢測，因此裝有由導(dǎo)電液體浸濕的海綿電極（或銅絲刷）組成的探測電極必須和防腐層接觸，音頻信號發(fā)生器以及連接管壁的地線構(gòu)成回路才能檢測。低壓檢漏儀僅適用于檢測厚度在0.025～0.5mm防腐層中的漏點(diǎn)，不能檢測出防腐層過薄的位置。而電火花檢漏儀雖能檢測任意厚度的管道防腐層，但為破壞性實(shí)驗(yàn)。

PCM技術(shù)是在對管道不開挖的前提下，在對地面非接觸性條件對涂層綜合性能進(jìn)行檢測，科學(xué)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地對涂層老化及破損缺陷定位，同時(shí)針對缺陷大小、數(shù)量進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和綜合評價(jià)，并提出整改計(jì)劃，以指導(dǎo)管道業(yè)主對管道涂層狀況的掌握，并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，保證涂層的完整性及完好性。

2.2超聲波測厚技術(shù)與超聲導(dǎo)波檢測技術(shù)的對比

超聲波測厚技術(shù)只能通過點(diǎn)檢測得到管壁厚度，無法實(shí)現(xiàn)100%檢測；超聲導(dǎo)波可在一個(gè)測試點(diǎn)對一段距離的管道材料進(jìn)行100%的檢測。超聲導(dǎo)波無損檢測技術(shù)常用于快速檢測管道內(nèi)部和外部腐蝕及其他缺陷，可不用除去涂層進(jìn)行檢測，其具有在線、快速、高效、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。此外，超聲導(dǎo)波無損檢測系統(tǒng)在檢測裂紋和金屬損失方面也有明顯的技術(shù)優(yōu)勢：檢測靈敏度可達(dá)橫截面的2%，定位精度±6 cm，環(huán)向角度定位精度22°，因此被廣泛應(yīng)用于各種管道的檢測。

3 推廣應(yīng)用的意義

（1）PCM檢測能夠?qū)β竦毓艿肋M(jìn)行非開挖性檢測，及時(shí)掌握外防腐層破損情況，對管道泄漏等安全隱患起到了重要的防護(hù)作用。此方法列入了石油天然氣公司的《埋地鋼質(zhì)管道外防腐層修復(fù)技術(shù)規(guī)范（SY/T5918—2004）》，為管道防腐層評價(jià)工作奠定了基礎(chǔ)。

（2）PCM檢測方法減小了管道開挖施工量，節(jié)約管道維修、更換成本，為管道大修給出了指導(dǎo)性意見。

（3）超聲導(dǎo)波管體檢測技術(shù)在檢測管道時(shí)，無需停產(chǎn)，可迅速、準(zhǔn)確地找出管道的腐蝕缺陷，但檢測距離較短，一般只有40 m；檢測原油儲罐時(shí)，因需要噴砂除銹打磨出20 cm的檢測帶，原油儲罐必須停用、清洗，達(dá)到施工安全要求才能檢測。

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.049