陳翠翠

（中石油管道有限責(zé)任公司西部分公司， 新疆 烏魯木齊 830013）

漏磁內(nèi)檢測(cè)是目前檢測(cè)管道腐蝕缺陷的最有效手段，也是維檢修計(jì)劃決策、確保管道完整性的重要方法。隨著國(guó)內(nèi)油氣管道運(yùn)行年限的增加和內(nèi)檢測(cè)工作的推進(jìn)，部分管道已經(jīng)完成兩次甚至多次漏磁內(nèi)檢測(cè)。但是，我國(guó)內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的挖掘和利用尚處于初級(jí)階段，內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比、分析和應(yīng)用相對(duì)滯后[1]。

1 內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析現(xiàn)狀

目前國(guó)內(nèi)外知名的管道檢測(cè)公司，如PII、ROSEN、中油檢測(cè)、沈陽工業(yè)大學(xué)等，檢測(cè)數(shù)據(jù)的特征字段和參數(shù)的名稱存在差異，含義基本一致。對(duì)于同一段管道，由于前后兩次檢測(cè)使用不同公司或不同精度的內(nèi)檢測(cè)器，造成缺陷檢測(cè)精度、檢出率、軸向和周向定位精度不同；若使用相同的檢測(cè)器，由于內(nèi)檢測(cè)里程輪采集的數(shù)據(jù)不同，導(dǎo)致里程數(shù)據(jù)不同；即使是相同的信號(hào)數(shù)據(jù)，不同檢測(cè)公司采取的數(shù)據(jù)分析流程、缺陷量化模型不同，仍會(huì)造成缺陷識(shí)別數(shù)量和量化尺寸不同。另外，兩次內(nèi)檢測(cè)之間缺陷可能進(jìn)一步發(fā)展，會(huì)造成內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)差異[2]。因此，兩次漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)必然存在著差異。

2 內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比及分析方法

2.1 數(shù)據(jù)對(duì)齊

數(shù)據(jù)列表對(duì)齊是數(shù)據(jù)對(duì)比的前提，基本方法如下：

（1）管道基礎(chǔ)特征對(duì)齊。通過出站閥、進(jìn)站閥、收發(fā)球筒，對(duì)齊內(nèi)檢測(cè)起始和終止位置；以閥門、短管節(jié)、彎頭、管體焊縫與環(huán)焊縫交點(diǎn)為參考將焊縫對(duì)齊。當(dāng)管道不存在換管、改線等情況時(shí)，兩次內(nèi)檢測(cè)管道環(huán)焊縫應(yīng)一一對(duì)應(yīng)。

（2）管道缺陷對(duì)齊。管節(jié)長(zhǎng)度一般為12m，相對(duì)里程位置產(chǎn)生的誤差較小，缺陷與上下游環(huán)焊縫的距離可以作為匹配的依據(jù)；鐘點(diǎn)方向和表面位置也可以作為缺陷匹配的依據(jù)。由于兩次內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的差異，缺陷的絕對(duì)里程、長(zhǎng)度、寬度、深度等數(shù)據(jù)不能作為匹配的依據(jù)。

2.2 腐蝕發(fā)展情況分析

根據(jù)內(nèi)檢測(cè)器的精度和置信度設(shè)定合適的閾值，當(dāng)腐蝕缺陷的增長(zhǎng)量超過閾值，為疑似腐蝕增長(zhǎng)點(diǎn)；受數(shù)據(jù)分析質(zhì)量和缺陷量化精度的影響，應(yīng)通過檢測(cè)信號(hào)進(jìn)一步判定腐蝕增長(zhǎng)點(diǎn)[3]。根據(jù)缺陷增長(zhǎng)速率，能夠預(yù)測(cè)缺陷剩余壽命、制定修復(fù)計(jì)劃和再檢周期。缺陷增長(zhǎng)速率主要根據(jù)內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)估算得到，計(jì)算方法主要包括全壽命增長(zhǎng)速率和半壽命增長(zhǎng)速率。分別如式（1）和式（2）所示。

式中：vc為腐蝕增長(zhǎng)速率，mm/年；d2為最近一次檢測(cè)的腐蝕深度，mm；d1為上一次檢測(cè)的腐蝕深度，mm；T2為最近一次檢測(cè)的年份，年；T1為上一次檢測(cè)的年份，若無，則為管道的投產(chǎn)時(shí)間，年。

2.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析

漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量主要受3個(gè)方面影響：（1）檢測(cè)器對(duì)應(yīng)的物理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對(duì)于不同的檢測(cè)器，傳感器精度、探頭數(shù)量、通道數(shù)量、采樣頻率、磁化量等指標(biāo)影響檢測(cè)器的探測(cè)精度。對(duì)于相同探測(cè)精度的檢測(cè)器，檢測(cè)器的運(yùn)行速度、通道完好率、定標(biāo)盒信號(hào)觸發(fā)率等因素影響檢測(cè)質(zhì)量。通過對(duì)比缺陷檢出率、施工資料和內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)管節(jié)長(zhǎng)度差、特征點(diǎn)時(shí)鐘偏差等數(shù)據(jù)，能夠評(píng)價(jià)檢測(cè)單位的數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。（2）分析軟件對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理方法及缺陷量化算法。不同檢測(cè)公司使用的軟件和缺陷量化算法存在差異，影響信號(hào)處理結(jié)果、缺陷報(bào)告率、缺陷長(zhǎng)寬尺寸及深度量化精度等。（3）數(shù)據(jù)分析人員對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分析流程及檢測(cè)報(bào)告質(zhì)量。目前數(shù)據(jù)分析軟件不能實(shí)現(xiàn)缺陷的全自動(dòng)化分析，必須結(jié)合人工分析進(jìn)行校核，數(shù)據(jù)分析人員的技術(shù)水平、工作態(tài)度及分析經(jīng)驗(yàn)直接影響內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量[5]。

3 數(shù)據(jù)對(duì)齊及應(yīng)用案例

3.1 數(shù)據(jù)對(duì)齊

國(guó)內(nèi)某天然氣管道為φ1016mm×18.4mm，管材API 5L X70，管線總長(zhǎng)182km。該管道分別于2010年和2017年進(jìn)行了漏磁內(nèi)檢測(cè)，由不同的檢測(cè)公司檢測(cè)，檢測(cè)器對(duì)金屬損失的探測(cè)精度如表1。

表1 兩次漏磁內(nèi)檢測(cè)探測(cè)精度及管道基礎(chǔ)特征數(shù)據(jù)

將兩家檢測(cè)公司的管道基礎(chǔ)特征數(shù)據(jù)對(duì)齊后發(fā)現(xiàn)，環(huán)焊縫數(shù)量相差4道。對(duì)比漏磁內(nèi)檢測(cè)信號(hào)，2017年管體誤標(biāo)3條環(huán)焊縫；復(fù)查修復(fù)記錄，發(fā)現(xiàn)該管道對(duì)一處環(huán)焊縫進(jìn)行切割換管，因此2017年管道多出一道環(huán)焊縫；其余位置管道環(huán)焊縫一一對(duì)應(yīng)。焊縫對(duì)齊后進(jìn)行缺陷的匹配，參考缺陷距前環(huán)焊縫距離和時(shí)鐘位置將其余缺陷對(duì)齊。

3.2 腐蝕發(fā)展情況分析

（1）腐蝕發(fā)展情況

從兩次漏磁內(nèi)檢測(cè)金屬損失深度增長(zhǎng)百分比（見圖1）可以看出，2017年檢測(cè)金屬損失深度較2010年整體有明顯增長(zhǎng)。同時(shí)，部分金屬損失存在負(fù)增長(zhǎng)，說明深度量化存在誤差。

圖1 兩次漏磁內(nèi)檢測(cè)金屬損失深度增長(zhǎng)百分比

對(duì)比數(shù)據(jù)列表（表2）和漏磁信號(hào)（圖2左），可知“ML1”、“ML2”為新增腐蝕，“ML3”、“ML4”信號(hào)高度幅值和長(zhǎng)寬范圍明顯增長(zhǎng)，表明缺陷“ML3”、“ML4”有增長(zhǎng)。缺陷“ML5”、“ML6”深度有變化，對(duì)比漏磁信號(hào)（圖2右），缺陷高度和長(zhǎng)寬范圍沒有增長(zhǎng)，缺陷深度變化主要由長(zhǎng)寬標(biāo)記差異及深度量化方法的差異造成。

表2 金屬損失數(shù)據(jù)列表對(duì)比

圖2 2010年與2017年內(nèi)檢測(cè)信號(hào)對(duì)比

按照自腐蝕計(jì)算腐蝕速率：已有腐蝕按照全壽命法計(jì)算，新增腐蝕按照半壽命法計(jì)算，負(fù)增長(zhǎng)按零計(jì)算。采用ASME B31G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行剩余強(qiáng)度和剩余壽命評(píng)價(jià)，采用Kastner方法對(duì)腐蝕缺陷環(huán)向尺寸進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算該管道在8年的再檢周期內(nèi)有10處需要計(jì)劃維修。

（2）缺陷修復(fù)效果分析

①已補(bǔ)強(qiáng)缺陷。該段管道2010年漏磁內(nèi)檢測(cè)后，對(duì)補(bǔ)口帶腐蝕較嚴(yán)重的28處管道進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。結(jié)合修復(fù)記錄，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng)過的缺陷深度增長(zhǎng)量全部在-15%～15%之間，在檢測(cè)器探測(cè)精度誤差范圍內(nèi)；分析缺陷信號(hào)幅值、長(zhǎng)度和寬度，沒有增長(zhǎng)的跡象，表明腐蝕缺陷修復(fù)效果良好。

②未補(bǔ)強(qiáng)缺陷。該管道2010年漏磁內(nèi)檢測(cè)后，對(duì)5403處補(bǔ)口帶下管道進(jìn)行除銹打磨。對(duì)比補(bǔ)口防腐層修復(fù)記錄和漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)修復(fù)過的補(bǔ)口腐蝕有增長(zhǎng)。2010年檢測(cè)信號(hào)灰度圖可見補(bǔ)口纏帶陰影（圖3左），未見明顯腐蝕缺陷，開挖后發(fā)現(xiàn)浮銹，對(duì)管體打磨并重新防腐；2017年內(nèi)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷，信號(hào)曲線圖有明顯腐蝕（圖3中），開挖后發(fā)現(xiàn)部分熱縮壓敏帶/粘彈體膠帶脫落、剝離，管體有較大面積腐蝕，最大腐蝕坑0.9mm。

對(duì)比兩次漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)列表和信號(hào)，發(fā)現(xiàn)該管道腐蝕增長(zhǎng)點(diǎn)主要在補(bǔ)口帶下，共202處，與修復(fù)記錄對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中97處為防腐層修復(fù)過的補(bǔ)口。判斷該管道補(bǔ)口防腐層存在再次失效的問題。

圖3 2010年與2017年內(nèi)檢測(cè)信號(hào)及開挖結(jié)果對(duì)比

3.3 數(shù)據(jù)質(zhì)量對(duì)比

2010年和2017年的檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，管道的金屬損失密度與壁厚變化之間存在較高的關(guān)聯(lián)性（見圖4）：主要壁厚的管道金屬損失密度較高，較厚壁厚的管道金屬損失密度較小?？紤]到管壁磁化量達(dá)到一定量級(jí)之后，漏磁內(nèi)檢測(cè)器才能檢出尺寸較小的金屬損失[6-7]，因此，形成此類金屬損失分布，與漏磁內(nèi)檢測(cè)器對(duì)較厚管道的磁化不足有關(guān)。

圖4 金屬損失密度與壁厚變化關(guān)系

圖5 2010年內(nèi)檢測(cè)與施工資料管節(jié)長(zhǎng)度差及里程誤差統(tǒng)計(jì)

圖6 2017年內(nèi)檢測(cè)與施工資料管節(jié)長(zhǎng)度差及里程誤差統(tǒng)計(jì)

圖5、圖6中紅線是內(nèi)檢測(cè)與施工資料管節(jié)長(zhǎng)度差，對(duì)比發(fā)現(xiàn)2017年管節(jié)長(zhǎng)度誤差相對(duì)較大，查看里程脈沖信號(hào)無明顯異常，里程輪旋轉(zhuǎn)均勻，但環(huán)焊縫標(biāo)記位置存在少量偏差，判斷是造成管節(jié)長(zhǎng)度誤差的原因之一。藍(lán)線是內(nèi)檢測(cè)與施工資料里程差，2017年里程誤差較大。

2010年報(bào)告的金屬損失總數(shù)高于2017年，主要表現(xiàn)在深度0%wt-5%wt的金屬損失的數(shù)量差異（21012個(gè)與781個(gè)）。對(duì)比信號(hào)發(fā)現(xiàn)，兩次都顯示有金屬損失，但2017年沒有報(bào)告深度較小的金屬損失，因此，檢測(cè)器檢出率相當(dāng)，但報(bào)告閾存在差異。

4 結(jié)論

（1）對(duì)比兩次或多次漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)列表和信號(hào)，能夠有效識(shí)別管道缺陷增長(zhǎng)情況；結(jié)合修復(fù)記錄綜合分析，能夠判斷缺陷修復(fù)效果；結(jié)合施工資料綜合分析，能夠驗(yàn)證檢測(cè)器精度及數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（2）受磁化量的影響，漏磁內(nèi)檢測(cè)器對(duì)主要壁厚的管道缺陷檢出能力較高，對(duì)較厚壁厚的管道缺陷檢出能力有限。

（3）國(guó)內(nèi)對(duì)于內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用仍處于摸索階段，應(yīng)充分挖掘多次內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)，開展施工資料、修復(fù)記錄等數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用，作為管道完整性管理的重要補(bǔ)充。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 王良軍，李強(qiáng)，梁菁嬿. 長(zhǎng)輸管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2015，34(3)：233-236.

[2] 孫浩，帥健. 長(zhǎng)輸管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)比對(duì)方法[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2017，36(7)：775-780+794.

[3] 姜曉紅，洪險(xiǎn)峰，劉爭(zhēng)，等. 管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比對(duì)完整性評(píng)價(jià)的影響[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2016，35(1)：28-31.

[4] 郭宏. 長(zhǎng)輸管道腐蝕缺陷的評(píng)價(jià)[J].油氣田地面工程，2013，(6)：110.

[5] 闕永彬. 長(zhǎng)輸油氣管道內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制[J].化工管理，2015，(15)：159-160.

[6] 湯榮，孫麗，陳峰. 管道漏磁檢測(cè)磁化問題分析[J].全面腐蝕控制，2015，(10)：28-30.

[7] 宋小春，楊林，許正望.管道周向磁化漏磁檢測(cè)有限元分析[J].中國(guó)機(jī)械工程，2011，(22)：2651-2653.