沈群　周文洪　韓光譜

（中國石油西南油氣田公司重慶氣礦，重慶　400021）

管道漏磁檢測成果的分析及應(yīng)用

沈群周文洪韓光譜

（中國石油西南油氣田公司重慶氣礦，重慶400021）

天然氣管道缺陷是影響管道失效的重要因素之一，為檢測管道存在的金屬損失缺陷，消除管道自身的隱患，中國石油西南油氣田公司某氣礦近14年來對所有適應(yīng)檢測的管道進行了漏磁檢測。介紹了管道漏磁檢測技術(shù)的特點，在加強自身管理的基礎(chǔ)上，對檢測成果的管道數(shù)據(jù)進行了金屬損失缺陷分析，并結(jié)合管道敷設(shè)的地理特征和經(jīng)驗，準(zhǔn)確查找到缺陷位置，對缺陷管道剩余強度進行評價，然后采取適宜的換管、絕緣或加強修復(fù)方式實行缺陷修復(fù)，使管道缺陷隱患得到有效地控制，從而確保管道運行安全。

管道漏磁檢測檢測成果缺陷評價缺陷修復(fù)

0　引言

目前對智能清管檢測技術(shù)及其應(yīng)用的論述較多，如何提高檢測精度，分析檢測報告，并將檢測成果應(yīng)用到解決實際問題的生產(chǎn)過程中，需要在熟練掌握該技術(shù)的基礎(chǔ)上，對檢測報告進行認真分析，在管道中找到與報告數(shù)據(jù)相吻合的缺陷進行評價及相應(yīng)的修復(fù)，最大限度地解除管道的安全隱患。筆者以中國石油西南油氣田公司某氣礦（以下簡稱“氣礦”）為例，就管道漏磁檢測成果分析作一探討。

1　漏磁檢測技術(shù)簡介

管道漏磁檢測是智能清管檢測技術(shù)的一種，其原理就是運用清管通球的方式，利用設(shè)備自身攜帶的永久磁性的磁場系統(tǒng)，在管壁上產(chǎn)生一縱向磁場回路。磁場通過固定在工具內(nèi)壁的徑向刷擴展入壁厚內(nèi)部，管道內(nèi)外壁上的任何金屬異常都會產(chǎn)生漏磁，探測器探測和錄取漏磁量，根據(jù)漏磁量來判別金屬損失缺陷、凹陷尺寸和其他各類管道附件（管件、閥門、焊縫等）異常。檢測工具主要由電源系統(tǒng)、磁化裝置、腐蝕傳感器、內(nèi)／外徑腐蝕傳感器、載體數(shù)據(jù)記錄裝置、定位系統(tǒng)、里程輪組成。漏磁檢測能識別出金屬管道內(nèi)外金屬損失（包括腐蝕缺陷及制造缺陷）、壁厚變化、環(huán)形焊縫異常、管體凹陷、金屬接觸物等特征，同時也能識別出閥門、三通、彎頭、環(huán)焊縫等其他管道特性；但不能識別管道中的夾層和裂紋，另外工具運行速度過快或過慢以及運行不平衡也會影響到檢測的精度，對進行過漏磁檢測的管道在進行焊接維修過程中，需進行消磁處理。

2　漏磁檢測報告分析

截至2015年3月，氣礦已完成了32條78段管道的漏磁檢測，共檢測出內(nèi)部金屬損失201 672處，外部金屬損失115 604處，焊縫異常3 919個，凹陷5 818個。通過對檢測運行記錄的數(shù)據(jù)分析，最終獲得檢測報告；然后再對檢測報告中各類數(shù)據(jù)進行分析與評價，從而提出具體的修復(fù)計劃。下面以GE PII公司報告中的管道數(shù)據(jù)列表（表1）形式為例加以分析。

2.1管道數(shù)據(jù)列表構(gòu)成

1）焊縫編號。管道焊縫編號以10為倍數(shù)進行編號，以發(fā)球端第1個焊縫作為起點焊縫，編號為10，依次為20、30……，直至管線終點。針對表1中所示的110與120兩焊縫間存在的111、112焊縫編號，是為區(qū)別本次檢測與上次檢測相同管節(jié)間新增的管節(jié)焊縫，以方便兩次檢測的數(shù)據(jù)對比。

2）特征點相對距離和絕對距離。特征點相對距離即該特征點距離其上游焊縫的距離，絕對距離即該特征點距離起點焊縫的距離。

表1　GE PII公司報告的管道數(shù)據(jù)列表

3）特征點描述。管道特征點包括除構(gòu)成管道的各構(gòu)件外，還包括檢測到的接近或接觸管道的金屬物，主要有管節(jié)、三通、彎頭、閥門、絕緣接頭（法蘭）、內(nèi)外金屬損失、焊縫異常、凹陷等。

4）缺陷點深度、長度、寬度。數(shù)據(jù)列表顯示的特征中主要有內(nèi)外腐蝕缺陷深度及相應(yīng)的腐蝕長度和寬度。

5）時鐘方向。時鐘方向是指相關(guān)特征點在管道上沿檢測時的氣流走向順時針方向的位置，根據(jù)此時鐘位置，可以與管道相應(yīng)構(gòu)成進行對比，從而掌握相關(guān)的特征點信息。

2.2金屬損失缺陷分析

根據(jù)檢測報告及相關(guān)評價方法對數(shù)據(jù)列表中存在的較嚴重的缺陷進行初步分析，從而提前采取必要的措施，包括：①當(dāng)腐蝕深度達到壁厚的80%時，應(yīng)立即組織修復(fù)或提出換管計劃。②凹陷一般分為普通凹陷和雙重／多重凹陷，按ASME B31.8規(guī)定，當(dāng)普通凹陷深度小于管道外徑的6%時，認為可以接受。如果兩個凹陷中心的間距小于管道直徑，則判斷為雙重凹陷，對此類凹陷應(yīng)進一步調(diào)查分析以確定是否存在第三方破壞的危險。③環(huán)焊縫異常，采取的辦法是進行射線或超聲波檢測，從而確定是否進行修復(fù)。④其他異常特征，對報告數(shù)據(jù)分析時，應(yīng)關(guān)注金屬內(nèi)外腐蝕、凹陷、環(huán)焊縫異常間是否相互存在，對此類的缺陷評價就要綜合考慮潛在風(fēng)險。

3　漏磁檢測成果的應(yīng)用

3.1缺陷查找驗證

1）位置確定。首先根據(jù)檢測報告中的定標(biāo)點位置，確定缺陷點的大致范圍，然后對該段位置內(nèi)的其他數(shù)據(jù)進行分析，看是否存在如閥室、“T”接、絕緣接頭／法蘭，再根據(jù)絕對距離進行測量，在核對距離的過程中，對列表中大的彎頭、連續(xù)轉(zhuǎn)角等特征，結(jié)合地形地貌和經(jīng)驗，利用管道探測工具，逐步進行確定［1］。

2）缺陷開挖驗證。根據(jù)確定的大致位置，利用數(shù)據(jù)列表中特征及相對距離進行缺陷點開挖驗證，從而精確定位缺陷點的位置，流程如圖1所示。

圖1　缺陷查找驗證流程圖

在實際的缺陷驗證過程中，應(yīng)對開挖的缺陷類型、深度、時鐘方向等實際測量值與檢測報告數(shù)據(jù)進行對比，以驗證缺陷位置的準(zhǔn)確性［2］。缺陷驗證應(yīng)充分考慮檢測時檢測運行情況及檢測工具的檢測精度和可信度，相互印證。

3.2缺陷評價

對管道金屬損失的缺陷評價主要是指缺陷管道剩余強度的評價，主要包括對體積型缺陷、平面型缺陷、彌散損傷缺陷、幾何缺陷、機械損傷缺陷進行的評價。漏磁檢測主要是檢測體積型金屬缺陷，常利用軟件進行評價，評價方法多采用ASME B31G等標(biāo)準(zhǔn)，而ASME B31G是較先進的一種標(biāo)準(zhǔn)［3］，其中的零級及一級評價又是針對批量處理的兩種方法，但零級評價相對較保守，具體評價方法如下［4］：

1）零級評價。公式為：

式中，L為腐蝕缺陷長度，mm；D為管道直徑，mm；t為壁厚，mm；d／t為腐蝕峰值深度，%；SF為失效應(yīng)力，MPa；Sflow為流變應(yīng)力，MPa；SMYS為最小屈服應(yīng)力，MPa。

通過軟件計算出缺陷管道剩余強度，并按各腐蝕缺陷的發(fā)展趨勢，計算得出未來缺陷管道剩余強度，從而根據(jù)管道實際情況，提出相應(yīng)的缺陷修復(fù)建議。

3.3缺陷修復(fù)

缺陷修復(fù)措施包括換管、絕緣層修復(fù)及加強修復(fù)，具體為：①超出缺陷評價范圍的，如腐蝕穿孔、缺陷深度達到壁厚80%的管段，可在采取預(yù)防措施的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)計劃安排進行換管；②針對腐蝕程度較小的外部金屬損失，可根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進行絕緣層修復(fù)；③根據(jù)評價結(jié)果對缺陷進行加強修復(fù)，修復(fù)方式除復(fù)合套筒外，常采用的有AP?PW、CLOCKSPRING等補強材料修復(fù)。缺陷修復(fù)的關(guān)鍵因素主要體現(xiàn)在修復(fù)技術(shù)和方法上，因此加強修復(fù)過程的監(jiān)督，對提高修復(fù)效果至關(guān)重要。

4　結(jié)論及建議

管道漏磁檢測成果主要以檢測報告形式體現(xiàn)，除對缺陷類型進行分析統(tǒng)計外，同時也提供相應(yīng)的開挖驗證點數(shù)據(jù)以及整條管線的特征數(shù)據(jù)列表，針對各類缺陷程度（腐蝕、凹陷、焊縫異常、制造缺陷等）及相互影響程度，分析總結(jié)出影響管道安全的嚴重缺陷，并結(jié)合評價技術(shù)，提出修復(fù)建議。為最大限度地降低管道風(fēng)險，建議從檢測到修復(fù)完成的整個過程中，注意應(yīng)盡可能提高檢測的精確度，檢測結(jié)果分析應(yīng)全面，保證缺陷位置查找的準(zhǔn)確性。

［1］沈群.腐蝕監(jiān)測技術(shù)在氣田地面生產(chǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟，2013，7（2）：56-58.

［2］沈群，韓光譜.陰極保護數(shù)據(jù)遠程傳輸技術(shù)及應(yīng)用［J］.天然氣技術(shù)與經(jīng)濟，2011，5（6）：48-49.

［3］馬彬，帥建.新版ASME B31G-2009管道剩余強度評價標(biāo)準(zhǔn)先進性分析［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（8）：112-115.

［4］ASME.Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines［S］.New York：American Society of Mechanical Engineers，2009.

（編輯：蔣龍）

B

2095-1132（2015）06-0046-03

10.3969／j.issn.2095-1132.2015.06.013

修訂回稿日期：2015－11－23

沈群（1976－），高級工程師，從事天然氣管道檢測及評價工作。E-mail：shenq@petrochina.com.cn。