盧泓方 吳曉南 Tom Iseley John Matthews 彭善碧
根據(jù)對我國天然氣管道服役年齡的粗略統(tǒng)計,服役年齡不足10年的天然氣管道占71%,服役年齡為10~20年的天然氣管道占11%,服役年齡超過20年的天然氣管道占17%(主要是川渝天然氣管網(wǎng))[1]。由此可以預(yù)見,在未來10~20年,我國天然氣管道將進入高度老齡化階段,管道事故也會隨著時間的推移頻繁發(fā)生。根據(jù)美國EPA(United States Environmental Protection Agency)編制的《Condition Assessment Technologies for Water Transmission and Distribution Systems》[2]報告,隨著事故頻率的增加,管道失效風險增大,管道更新得越晚,更新所消耗的總費用越少,若管道失效,則更換費用會更高。所以,在某一點處,管道所消耗的總費用最少(圖1)。因此,在進行管道修復(fù)或更換之前,應(yīng)當對管道進行合理的狀態(tài)評價,確定何時修復(fù)或更換管道最為經(jīng)濟、成本最低。
圖1 天然氣管道事故頻率、更新費用和失效風險關(guān)系圖
獲得精確的檢測數(shù)據(jù)在管道狀態(tài)評價中占有至關(guān)重要的地位。通常采用圖2所示的流程去選擇檢測工具。
管道內(nèi)檢測技術(shù)在我國起步較晚,至今只有30年左右的歷史,20世紀80年代初期,我國開始對管道檢測技術(shù)進行研究,并取得了一定成果,但并沒有應(yīng)用于工業(yè)中。從1994年中國石油天然氣管道局從美國引進漏磁檢測設(shè)備開始,我國才真正著手于漏磁檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用[3-4]。我國天然氣管道檢測技術(shù)主要集中于漏磁檢測,發(fā)展至今已非常成熟,并且軸向漏磁檢測技術(shù)水平與世界水平已基本持平。國外管道內(nèi)檢測技術(shù)的研究起步較早,發(fā)展至今已形成技術(shù)多元化、多功能的格局,涉及的基礎(chǔ)檢測理論包括:遠場渦流、超聲導(dǎo)波、脈沖渦流、射線、電磁和熱成像等。因此,對國外已成熟應(yīng)用的天然氣管道檢測和監(jiān)測技術(shù)進行介紹,以期為我國未來天然氣管道智能檢測提供參考。
天然氣管道檢測技術(shù)按照檢測目的進行分類,主要包括:可視化檢測、管道金屬損失檢測和泄漏檢測。
2.1.1 管道閉路電視檢測(Closed-Circuit Television,CCTV)
CCTV檢測技術(shù)首次出現(xiàn)于20世紀50年代,并在20世紀80年代趨于成熟。在美國,CCTV檢測系統(tǒng)在很早以前就已應(yīng)用于輸水管道的檢測中。它能夠連續(xù)拍攝并記錄管道內(nèi)部的實際情況,專業(yè)人員可根據(jù)攝像內(nèi)容對管道內(nèi)壁的缺陷、腐蝕等情況進行記錄和評估[2]。
圖2 管道檢測工具的選取流程圖
CCTV檢測技術(shù)的主要優(yōu)勢為:①操作簡便,檢測成本較低;②適用于小口徑和大口徑管道;③能夠生成管道內(nèi)壁的全景圖像,檢測速度快,拍攝圖像清晰;④無需大范圍開挖路面。
CCTV檢測技術(shù)的局限性主要體現(xiàn)在:檢測結(jié)果需要專業(yè)人員進行判讀和解釋,且檢測結(jié)果的準確度會基于判讀人員的專業(yè)技能高低而有所不同[2]。
CCTV檢測系統(tǒng)的基本設(shè)備主要包括攝影機、燈光、電線及錄影設(shè)備、攝影監(jiān)視器、電源控制設(shè)備、承載攝影機的支架、牽引器及長度計算器。爬行器可搭載不同規(guī)格和型號的攝像頭,通過電線與主控系統(tǒng)連接后響應(yīng)操作命令。操作人員可在地面以上對CCTV檢測系統(tǒng)發(fā)出指令,控制爬行器的前行和后退以及攝像頭的方位。圖3所示為美國ULC Robotics公司開發(fā)的可用于天然氣管道的CCTV在線檢測設(shè)備,它僅需開挖較小的路面即可將該設(shè)備放入天然氣管道實施在線不停輸檢測。圖3-a設(shè)備爬行器較小,適用于管徑較?。?05~406 mm)的管道,圖3-b適用于管徑較大(457~1 219 mm)的管道,它們的最大工作壓力均為0.68 MPa。因此該套系統(tǒng)僅適用于城鎮(zhèn)燃氣系統(tǒng)的中低壓管道。
圖3 ULC Robotics公司的CCTV檢測設(shè)備圖
圖4 CCTV檢測管道內(nèi)圖像
如圖4-a所示,CCTV檢測圖像可顯示管道內(nèi)壁的缺陷、泄漏或腐蝕狀況。除此之外,它還能應(yīng)用于事故原因排查,對于一些低壓燃氣管道,在暴雨或洪水后,由于管道泄漏可能會導(dǎo)致雨水灌入管道。2017年7月,美國Newburgh市發(fā)生了一起由暴雨引起的燃氣管道中斷事故,事故排查人員采用CCTV進入管道實施檢測并找到了泄漏點的準確位置(如圖4-b所示)。
2.1.2 管道內(nèi)窺鏡(Videoscope)
在美國,城鎮(zhèn)燃氣用戶很大一部分的老舊管道(鋼管)已被塑料管(PE管)所替代,通常用戶端PE管的管徑僅有12.7 mm,塑料管上的配件通常采用熱熔焊的方法焊接,會在管道內(nèi)部產(chǎn)生較大的焊接接頭,從而減小管道的實際內(nèi)徑,此時,較大的檢測設(shè)備無法進入管道。然而,對于城鎮(zhèn)用戶的燃氣管道,缺陷和磨損是主要的檢測對象,較高的清晰度是檢測結(jié)果的保障,因此,可采用管道內(nèi)窺鏡進行檢測[5]。
管道內(nèi)窺鏡的功能與CCTV類似,用于查看天然氣管道內(nèi)部缺陷和腐蝕狀況。圖5為Fiberscope.NET公司開發(fā)的管道內(nèi)窺鏡產(chǎn)品實物圖,它由一端具有目鏡的剛性或柔性管和另一端的物鏡組成,通過中繼光學(xué)系統(tǒng)連接在一起,是一種非常先進的管道鏡,其內(nèi)置了一個非常小的電荷耦合器件(Charge-Coupled Device,CCD)芯片,嵌入在示波器的頂端。視頻鏡頭的直徑通常為10 mm或更小,長度可達15.24 m。該裝置包括插入探頭部分、鉸接尖端、照明束、高強度外部光源、電纜接口以及外部媒體記錄裝置,視頻圖像通過內(nèi)部布線回傳到顯示器[2]。
圖5 管道內(nèi)窺鏡技術(shù)配套設(shè)備圖
管道內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于:①可以查看其他檢測設(shè)備無法訪問的區(qū)域,可以進入較小管徑的管道;②可以提供高質(zhì)量的圖像,具有高速拍攝能力,并且能夠?qū)崿F(xiàn)對檢測設(shè)備的高質(zhì)量控制。
管道內(nèi)窺鏡檢測技術(shù)的局限性在于:①檢測結(jié)果需要人工讀取和解釋,對人員專業(yè)程度要求較高;②僅能檢測距離較短且管徑較小的管道。
2.2.1 脈沖渦流檢測系統(tǒng)(Pulsed Eddy Current System)
脈沖渦流檢測技術(shù)用于確定絕緣鋼管和非絕緣鋼管的壁厚并判斷管道外的腐蝕狀況,其工作原理如圖6所示,發(fā)射線圈產(chǎn)生矩形渦流,每個循環(huán)由一個正脈沖和負脈沖組成,通過量化接收器線圈捕捉到的磁反應(yīng)場測量距管壁一定距離的渦流強度,渦流強度與壁厚有關(guān),它通過比較某些信號特征與類似校準信號的瞬態(tài)時間來計算金屬的平均厚度。磁場和被檢查部件之間接觸產(chǎn)生的覆蓋區(qū)即表明壁厚的計算區(qū)域。根據(jù)壁厚、絕緣層厚度和傳感器尺寸,覆蓋區(qū)域直徑范圍通常為25~150 mm[2,6-7]。
圖6 脈沖渦流檢測技術(shù)原理圖[6]
脈沖渦流檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于:①結(jié)構(gòu)緊湊,可以通過遠程操作的車輛輕松部署;②無需去除絕緣涂層即可進行測量,并且可用于海底輸氣管道。
脈沖渦流檢測技術(shù)的局限性在于[2]:①得到的數(shù)據(jù)需要專業(yè)人員進行解釋;②測量結(jié)果易受到外部因素的影響,如溫度等;③儀器的占地面積不可避免地會遮擋局部鋼管損失面積,且必須選擇合適的傳感探頭(探頭直徑為30~200 mm)。
2.2.2 蛇形探測工具(See Snake Tool)
See Snake Tool是一種基于遠場渦流技術(shù)的檢測工具,它用于天然氣管道內(nèi)部和外部腐蝕坑檢測,并可測量管道剩余壁厚和管道的應(yīng)力。遠場渦流技術(shù)是一種能夠穿透金屬管壁的低頻渦流檢測技術(shù),其檢測原理如圖7所示,檢測系統(tǒng)包括一個激勵線圈和一個或多個檢測線圈,激勵線圈和檢測線圈之間的距離是管徑(D)的2~3倍。激勵線圈發(fā)出的磁場線向外擴散穿過管壁,并在遠場區(qū)向管壁擴散,檢測線圈拾取渦流信號,從而有效檢測管道內(nèi)和外壁缺陷[2]。
圖7 遠場渦流檢測技術(shù)原理圖[2]
圖8 為Russel NDE Systems公司開發(fā)的See Snake Tool實物圖,它適用于管徑為50~400 mm、500~700 mm且最大壁厚為25.4 mm的管道。該檢測工具可以自由移動或拴在電線上移動,可自由移動的See Snake Tool單次檢測長度可達4.5 km,而拴在電線上的單次檢測長度可達910 m,該檢測工具的檢測速度為1~2 km/h[8-9]。
圖8 See Snake Tool實物圖
See Snake Tool的優(yōu)勢在于[2]:①能夠穿過多個90°焊接彎頭;②可以在地面控制其檢測進程;③可完成在線檢測,半自動分析數(shù)據(jù)。
See Snake Tool的局限性在于它不適用于大口徑的天然氣管道。因此,該技術(shù)較適用于城鎮(zhèn)燃氣管道。
2.2.3 渦流陣列檢測技術(shù)(Conformable Eddy Current Array)
渦流陣列檢測技術(shù)能夠生成天然氣管道外腐蝕的等高線圖,用于測量腐蝕坑深度。它基于最傳統(tǒng)的渦流理論,線圈阻抗(相位和幅度)的變化反映了被測物體的性質(zhì),對于天然氣管道的點蝕,可使用渦流探頭測量探頭與腐蝕凹坑底部的距離。渦流陣列檢測技術(shù)還能夠?qū)㈦x散測量轉(zhuǎn)換為二維掃描圖像,通常測量精度為±0.5 mm,單張覆蓋面積為157 mmh157 mm[2,10-11]。
渦流陣列檢測技術(shù)操作簡便,僅需將渦流陣列板貼合在管道表面的腐蝕位置(圖9),將傳感器與計算機相連即可進行測量,配套的計算機軟件可顯示腐蝕的等高線圖,如圖10所示。
圖9 陣列板安裝示意圖[10]
圖10 腐蝕坑檢測結(jié)果(樣本)圖
渦流陣列檢測技術(shù)的優(yōu)勢為:①可較容易地適應(yīng)管道表面曲率并貼合在管道表面;②測量系統(tǒng)可輕松操作;③管道表面無需噴砂處理,但是管道表面越干凈,測量越方便;④掃描圖像無需使用其他設(shè)備。
如圖9所示,由于渦流陣列檢測技術(shù)需將陣列板貼合在管道外壁。因此,該技術(shù)在已建設(shè)埋地輸氣管道上的應(yīng)用較為局限(需開挖管道,經(jīng)濟性較差),適用場合主要有:架空敷設(shè)輸氣管道、場站內(nèi)管道。除此之外,該技術(shù)對于較深的腐蝕坑深度測量具有局限性。
2.2.4 射線檢測技術(shù)(Radiographic Testing)
射線檢測技術(shù)用于測量管道壁厚,可顯示管壁的腐蝕、磨損和缺陷情況,也可用于檢測閥門狀況[2]。射線檢測使用放射源(X射線或γ射線)穿過材料,有缺陷部位和無缺陷部位對射線的吸收能力不同,從而判斷是否存在缺陷。該技術(shù)多在油氣處理廠的工藝管道中使用,也可在埋地管道安裝階段對焊縫進行檢測。
圖11為VIDISCO公司用射線檢測管道焊縫和閥門的射線照片,可以看到材料結(jié)構(gòu)的細節(jié),較暗的區(qū)域?qū)?yīng)較薄或密度較小的部位。
圖11 射線照片
射線檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于:①能夠應(yīng)用于大多數(shù)管道材料;②能夠看到非常精細的結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀況。
其應(yīng)用局限性在于:①具有輻射安全問題,需要專業(yè)操作人員進行檢測;②對于埋地天然氣管道僅能用于安裝階段。
2.3.1 機載泄漏檢測技術(shù)(Airborne Leak Detection)
機載泄漏檢測技術(shù)是一種根據(jù)目標氣體物理特性,采用機載儀器對目標氣體的物理特性進行捕捉并識別的新型檢測方法。天然氣的主要成分為甲烷,目前能夠用于天然氣管道的機載泄漏檢測技術(shù)主要分為3種:機載激光檢測、機載紅外檢測和機載嗅探器檢測[12-13]。
機載激光檢測基于光譜吸收的原理,氣體分子對光譜具有選擇性吸收的特性,通過分析激光的初始功率和回波功率來獲得氣體的濃度。帶有激光發(fā)射裝置的飛行器在空中沿天然氣管道飛行,將激光調(diào)諧到被檢測氣體的吸收波長,一部分激光能量被氣體吸收,并用接收到的激光回波信號測量大氣中甲烷的濃度。具有代表性的技術(shù)公司主要有:ITT、Aviation Technology Services、Pergam Technical Services、LASEN。
機載紅外檢測基于氣體吸收紅外光譜的原理,帶有紅外光譜濾波器的攝像機在空中沿管道線路拍攝,在一定的波長范圍內(nèi),被檢測氣體吸收紅外線輻射并在視頻圖像中顯示出不同顏色[13]。具有代表性的技術(shù)公司主要有FLIR。
機載嗅探器檢測通常需要飛行器低空飛行穿過氣體團,嗅探器提取空氣樣本進行分析,從而確定空氣中天然氣的濃度。具有代表性的技術(shù)公司主要為 Apogee Scientific,Iac。
圖12為美國ITT公司開發(fā)的機載天然氣發(fā)射激光 雷 達 (Airborne Natural Gas Emission Lidar,ANGEL)檢測技術(shù)所配套的飛行器和傳感器,ANGEL檢測技術(shù)的檢測速度可達160 km/h,檢測精度較高,并能提供地理信息系統(tǒng)(Geographic Information system, GIS)數(shù)字影像。圖13為采用ANGEL技術(shù)對某輸氣管道的泄漏檢測結(jié)果,飛行器上配置的差異吸收光達的掃描寬度能夠完全覆蓋管道,并能提供甲烷的分布云圖及濃度。
機載泄漏檢測技術(shù)的優(yōu)勢主要有:①檢測速度快,能夠快速提供檢測報告;②檢測精度較高,并能準確定位泄漏位置;③能夠快速發(fā)現(xiàn)泄漏位置,降低因天然氣泄漏對社會和環(huán)境造成的風險;④極大地減少人工成本。
圖12 ITT公司ANGEL技術(shù)配套飛行器和傳感器示意圖
圖13 采用ANGEL技術(shù)對某輸氣管道的泄漏檢測結(jié)果圖
該技術(shù)的局限性在于:①該技術(shù)需要由具有特殊資質(zhì)的航空公司配合完成;②檢測結(jié)果可能會受風速的影響;③運行成本較高。
2.3.2 智能球(Smart Ball)
圖14 智能球結(jié)構(gòu)及實物圖[15]
智能球用于定位和估計天然氣管道泄漏的大小,它是一種基于聲學(xué)的檢測技術(shù)(圖14)。智能球包括一系列聲學(xué)傳感器、加速度計、磁力計、超聲波發(fā)射器、溫度傳感器等,隨著天然氣流向在管道內(nèi)滾動[14]。最早該技術(shù)僅能用于輸水管道,2010年以后論證了智能球可用于油氣管道,在技術(shù)論證期間,Pure Technologies公司進行了19次實驗,定位漏點誤差的范圍為±2 m。智能球可用于管徑大于100 mm的管道,可通過天然氣場站內(nèi)的清管裝置放入管道。為了更好地使用智能球技術(shù),Pure Technologies公司配套設(shè)計了SmartBall Analyst軟件,為了能夠?qū)⒅悄芮驊?yīng)用于長輸天然氣管道,Pure Technologies公司主要針對電池容量和數(shù)據(jù)存儲能力進行了改進,改進后的電池續(xù)航能力能達到110 h,數(shù)據(jù)存儲容量達到16 GB(直徑為100 mm的智能球)和32 GB(直徑大于100 mm的智能球)[15]。
智能球技術(shù)的優(yōu)勢在于:①能夠用于任何材料的管道;②可以帶壓不停輸檢測;③泄漏檢測的敏感性較高,能識別泄漏量為0.11 L/min的天然氣。
智能球的局限性在于:①與泄漏相關(guān)的聲學(xué)活動來自管壁上的壓力差,若壓差很小,智能球?qū)⒉粫z測到泄漏;②所有泄漏檢測技術(shù)的靈敏度是幾個變量的函數(shù),因而不能建立固定的閾值,在不同的工作壓力下,智能球的最小可探測泄漏量是不一樣的,因此,最小可識別泄漏量需要進行更多的實驗;③其他的環(huán)境噪聲可能會影響測量結(jié)果。
2.3.3 探地雷達泄漏檢測(Ground-Penetrating Radar,GPR)
探地雷達技術(shù)通常用來探測地面以下的設(shè)施,在天然氣工業(yè)中用于探管,其工作原理如圖15所示,探地雷達天線將電磁脈沖波傳輸?shù)降孛嬉韵?,脈沖波碰到管道反射后由接收天線接收。
圖15 探地雷達技術(shù)原理圖[16]
除此之外,探地雷達還可用于天然氣管道泄漏檢測。當輸氣管道泄漏時,覆蓋在管道上方土壤的物理性質(zhì)會發(fā)生變化,管道的泄漏率發(fā)生變化,土壤孔隙率、飽和含水率等參數(shù)也會隨之發(fā)生變化(土壤會變得干燥)。而探地雷達對土壤的濕度變化非常敏感,它能夠檢測出非常細微的差別,土壤變干燥后,能夠觀察到以下4種接收信號發(fā)生變化[17]:①土壤電導(dǎo)率的降低會提高探地雷達信號的穿透深度;②土壤電導(dǎo)率的降低會增加管道信號的反射強度;③土壤含水率的降低會降低介電性能,將會縮短脈沖的反射時間;④管道泄漏后,管道上方的土體波速會發(fā)生變化。
探地雷達技術(shù)的優(yōu)勢在于:①能夠適用于所有材料的管道;②檢測速度相對較快;③無需開挖管道,無需接觸管道。
其應(yīng)用的局限性在于:①土壤的特性會影響檢測結(jié)果;②檢測數(shù)據(jù)需要專業(yè)人員解釋。
天然氣管道的智能監(jiān)測也是今后的發(fā)展趨勢,實施管道監(jiān)測可以根據(jù)管道的異常對危險進行預(yù)判,并實時掌握管道的運行狀況。
FUT技術(shù)主要用于天然氣管道結(jié)構(gòu)健康的監(jiān)測和在線診斷。它由金屬箔、壓電陶瓷膜和頂部電極組成。頂部電極可以由銀或鉑膏制成,而金屬箔(如不銹鋼)可用作基底或底部電極。壓電薄膜的孔隙率和金屬薄片的厚度為該傳感器提供了足夠的靈活性,適用于彎曲和不規(guī)則的表面。通過將許多電極放置在所需的配置中,F(xiàn)UT可較容易形成陣列(圖16)[2,18-20]。
圖16 FUT陣列板圖[21]
FUT技術(shù)的優(yōu)勢為:①可以在寬泛的溫度范圍(-80~500 ℃)內(nèi)工作;②可以自對準到物體表面;③可進行天然氣管道長距離缺陷評估;④成本低廉,操作設(shè)備可小型化;⑤可使用無線網(wǎng)絡(luò)進行操作;⑥可電子掃描或成像。
FUT技術(shù)應(yīng)用的局限性體現(xiàn)在陣列板只能覆蓋較小面積的區(qū)域,對于一段較長的管道需要很多陣列板才能完成。
光纖傳感器可用于直接測量管道壁厚,還可用于監(jiān)測管道的腐蝕和彎曲變形。管壁厚度的變化將導(dǎo)致管道外表面應(yīng)變發(fā)生變化,壁厚可通過光纖傳感器監(jiān)測和記錄應(yīng)變變化而測出。計算管壁厚度需要3個光纖傳感器,1個用來測量由內(nèi)部壓力引起使管壁變薄的應(yīng)變,另外2個用來補償溫度和壓力的操作變化。該技術(shù)的靈敏度取決于壁厚、壓力和管道材料,根據(jù)Morison在2007年的報道,靈敏度可高達50.8 μm[22]。1個監(jiān)控單元可與多達8個光纖傳感器同時工作,監(jiān)控單元可以聯(lián)網(wǎng)進行遠程訪問??蛻舳丝梢酝ㄟ^基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序訪問實時數(shù)據(jù),也可以使用電池供電的便攜式儀器。除此之外,光纖傳感器還可用于測量由于地面運動引起的管道彎曲[2,23]。光纖傳感器實物安裝如圖17所示。
光纖傳感器的技術(shù)優(yōu)勢包括:①能夠檢測一些較難檢測的位置;②擁有存儲管道壁厚的數(shù)據(jù)庫;③能夠基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)不間斷監(jiān)控。
光纖傳感器的局限性在于:①由于內(nèi)部腐蝕是一個非常緩慢的過程,將壁厚損失的信號與背景信號分開過程較慢,可能需要30多天;②如圖17所示,需要在管道外部安裝光纖傳感器,可能需要開挖。
光纖傳感器對于已建管道而言需要開挖進行安裝,因此建議在新管道的建設(shè)中直接安裝,以避免后續(xù)的開挖操作。除此之外,光纖傳感器還可應(yīng)用于架空敷設(shè)管道和場站內(nèi)管道。
圖17 光纖傳感器安裝實物圖[24]
1)國外天然氣管道檢測技術(shù)主要針對腐蝕坑、缺陷、剩余壁厚和泄漏,很多技術(shù)都是以管道機器人為載體,配合其他技術(shù)理論(如聲學(xué)、渦流理論等),并配合有多種傳感器行使技術(shù)功能,因此,管道檢測技術(shù)和設(shè)備必將朝著綜合檢測(檢測多種數(shù)據(jù))的方向發(fā)展。
2)國外天然氣管道的一些檢測技術(shù)僅可應(yīng)用于小口徑管道,能夠在城鎮(zhèn)燃氣管道中得以應(yīng)用,但是對于大口徑管道具有一定局限性,這主要取決于設(shè)備的尺寸,所以,提高檢測設(shè)備的適應(yīng)性是必然趨勢。
3)國外天然氣管道檢測技術(shù)在我國應(yīng)用的難點主要體現(xiàn)在:①我國目前尚未形成檢測技術(shù)實施和驗收的標準體系;②很多檢測數(shù)據(jù)需要人為解釋,而我國暫時缺乏相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn)。
4)檢測數(shù)據(jù)的解釋會耗費大量的人力,在一些特殊情況下,若檢測報告不能快速生成,會為天然氣管道的運行增加風險并造成巨大損失。因此,自動解讀數(shù)據(jù)成為管道檢測的一個新興發(fā)展方向,屆時機器可自動識別管道內(nèi)缺陷、腐蝕狀況等參數(shù)并提供可靠性較高的檢測報告。
5)為了將檢測技術(shù)更好地應(yīng)用于長輸天然氣管道,提高檢測設(shè)備的續(xù)航能力、數(shù)據(jù)存儲能力和遠傳能力是技術(shù)改進的發(fā)展方向。
6)天然氣管道檢測技術(shù)可與完整性管理更加緊密地結(jié)合,配套完整性管理平臺的研發(fā)能夠促進管道的智能化管理。
[ 1 ] 王紅菊, 祝愨智, 張延萍. 全球油氣管道建設(shè)概況[J]. 油氣儲運, 2015, 34(1): 15-18.Wang Hongju, Zhu Quezhi & Zhang Yanping. Overview of oil and gas pipelines in the world[J]. Oil & Gas Storage and Transportation, 2015, 34(1): 15-18.
[ 2 ] Liu Z, Kleiner Y, Rajani B, Wang LL & Battelle WC. Condition assessment technologies for water transmission and distribution systems[R]. Cincinnati: United States Environmental Protection Agency (EPA), 2012.
[ 3 ] 李育忠, 鄭宏麗, 賈世民, 劉全利, 鄧凱夫, 張金權(quán). 國內(nèi)外油氣管道檢測監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 石油科技論壇, 2012,31(2): 30-35.Li Yuzhong, Zheng Hongli, Jia Shimin, Liu Quanli, Deng Kaifu& Zhang Jinquan. Status of oil & gas pipeline inspection and monitoring both at home and abroad[J]. Oil Forum, 2012, 31(2):30-35.
[ 4 ] 白世武. 中國石油天然氣管道行業(yè)的無損檢測技術(shù)發(fā)展及其與國外的交流與合作[J]. 無損檢測, 2007, 29(12): 685-689.Bai Shiwu. Nondestructive testing technology development in China oil and gas pipeline industry and its exchange and cooperation with foreign countries[J]. Nondestructive Testing, 2007,29(12): 685-689.
[ 5 ] Olympus IMS. Natural gas service line inspection using videoscopes[EB/OL]. [2017-11-10]. http://www.olympus-ims.com/en/applications/natural-gas-service-line-inspection-using-videoscopes.
[ 6 ] Robers M & Scottini R. Pulsed eddy current in corrosion detection[J]. ECNDT, 2002, 7(10): 2-8.
[ 7 ] Waters C. RDT-INCOTEST?for the detection of corrosion under insulation[J]. Non Destructive Testing Australia, 1999, 36(5):124-129.
[ 8 ] Russell NDE Systems Inc. New inspection tools for pipeline condition analysis[EB/OL]. [2017-11-10]. https://www.russelltech.com/Portals/0/Documents/Services/See-Snake-brochure.pdf.
[ 9 ] Thomson J & Wang L. Condition assessment of ferrous water transmission and distribution systems state of technology review report[R]. Cincinnati: United States Environmental Protection Agency (EPA), 2009.
[10] Crouch AE & Goyen TH. Defect assessment using conformable array data[R]. San Antonio: Southwest Research Institute (US),2003.
[11] Chen XL & Ding TH. Flexible eddy current sensor array for proximity sensing[J]. Sensors and Actuators A: Physical, 2007,135(1): 126-130.
[12] Murdock DG, Stearns SV, Lines T, Lenz D, Brown DM & Philbrick CR. Applications of real-world gas detection: Airborne natural gas emission lidar (ANGEL) system[J]. Journal of Applied Remote Sensing, 2008, 2(1): 023518.
[13] 亓洪興, 李正文, 楊一德, 薛永祺, 舒嶸. 機載紅外天然氣管道泄漏監(jiān)測技術(shù)研究[J]. 紅外, 2009, 30(3): 1-6.Qi Hongxing, Li Zhengwen, Yang Yide, Xue Yongqi & Shu Rong. Study of airborne infrared natural gas pipeline inspection,techniques[J]. Infrared, 2009, 30(3): 1-6.
[14] Fletcher R & Chandrasekaran M. SmartBall?: A new approach in pipeline leak detection[C]//Proceedings of the 7thInternational Pipeline Conference. New York: ASME Press, 2008.
[15] Ariaratnam ST & Chandrasekaran M. Development of a free-swimming acoustic tool for liquid pipeline leak detection including evaluation for natural gas pipeline applications[R].Washington DC: Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration (PHMSA), 2010.
[16] 戰(zhàn)玉寶, 張利民, 尤春安. 探地雷達探測地下管線的研究[J].巖土力學(xué), 2004, 25(增刊1): 133-136.Zhan Yubao, Zhang Limin & You Chun'an. Research on detecting underground pipes and cables by ground penetration radar[J].Rock and Soil Mechanics, 2004, 25(S1): 133-136.
[17] Cist D & Schutz A. A low-cost GPR gas pipe & leak detector[R].Geophysical Survey Systems, Inc. (US), 2005.
[18] Kobayashi M, Jen CK, Bussiere JF & Wu KT. High temperature integrated and flexible ultrasonic transducers for non-destructive testing[J]. NDT & E International, 2009, 42(2): 157-161.
[19] Kobayashi M, Jen CK & Levesque D. Flexible ultrasonic transducers[J]. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 2006, 53(8): 1478-1486.
[20] Mrad N, Liu Z, Kobayashi M & Jen CK. Exfoliation detection using structurally integrated piezoelectric ultrasonic transducers[J].Insight-Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 2006,48(12): 738-742.
[21] Liu Z & Kleiner Y. State-of-the-art review of technologies for pipe structural health monitoring[J]. IEEE Sensors Journal, 2011,12(6): 1987-1992.
[22] Morison D. Fiber-optic sensors for corrosion monitoring[EB/OL].[2017-11-10]. http://www.sensorsmag.com/components/fiber-optic-sensors-for-corrosion-monitoring.
[23] Cauchi S, Cherpillod T, Morison D & Mc Clarty E. Fiber-optic sensors for monitoring pipe bending due to ground movement[J].Pipeline & Gas Journal, 2007, 234(1): 36-40.
[24] Tennyson RC & Miesner T. Fiber-optic monitoring focuses on bending, corrosion[J]. Oil & Gas Journal, 2006, 104(7): 55-60.