蘇 林，馬雪莉，成文峰

(中國石化長輸油氣管道檢測有限公司，江蘇徐州 221008)

0 前言

管道輸送是國際油氣運輸?shù)闹饕绞街?，具有運量大、能夠連續(xù)輸送且不受氣候及地面因素影響等優(yōu)點。但是管道管體自身的狀態(tài)不能直觀地觀察到，對管體破壞造成管輸介質(zhì)泄漏等事故的預(yù)防工作有較大的難度。為了確保管道的安全運行，需要對管道進行定期檢驗，目前管道內(nèi)檢測是國際管道行業(yè)公認的管道安全檢測最有效的手段[1]。

管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)是目前常用的一種檢測管體的內(nèi)檢測技術(shù)，是根據(jù)埋地管道材質(zhì)的鐵磁性開發(fā)出的一種高效、實用的檢測手段，對管道內(nèi)環(huán)境要求不高、不需要耦合劑[2-4]。但在實際應(yīng)用過程中，對缺陷點嚴重程度量化的準確度一直是困擾檢測人員的一個難題。為了解決這一問題，尋求了2種量化方法，并分別對這2種量化標定方法進行了工程實踐。

1 試驗方法

1.1 事前標定法

事前標定法為在對管道進行檢測之前進行預(yù)檢測試驗來標定檢測器。通過選取與被檢管道管材相同的試驗管，人工在試驗管道上模擬制造不同尺寸、不同類型的缺陷，并對其進行預(yù)檢測。分析預(yù)檢測結(jié)果，判斷檢測器對不同尺寸、不同類型缺陷與檢測數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系，確定缺陷程度判別規(guī)則，用此方法對檢測器進行事前標定，用標定過的檢測器對待檢管道進行檢測。

1.2 事后修正法

事后修正法為檢測結(jié)束后在檢測結(jié)果中選取一定數(shù)量的不同類型、不同信號強度的典型缺陷進行開挖測量，通過分析測量結(jié)果和信號強度的對應(yīng)關(guān)系確定該管線缺陷程度判別標準，再根據(jù)確定的判別標準對檢測出的缺陷點重新進行判定。

2 試驗過程

2.1 事前標定法

在對某壁厚8.3 mm、直徑529 mm的原油管道檢測前，選取了2根與待檢管道公稱直徑、壁厚和材質(zhì)均相同的試驗管，根據(jù)GB/T27699-2011人工制造了不同深度軸向凹溝、軸向凹槽、周向凹溝、周向凹槽、坑狀金屬損失和一般金屬損失等6種缺陷。通過檢測驗證檢測器對各種類型缺陷的識別能力，并確定不同類型缺陷深度與信號強度的對應(yīng)關(guān)系，由于實際檢測結(jié)果中坑狀金屬損失和一般金屬損失比較常見，現(xiàn)以坑狀金屬損失為例介紹該檢測器標定方法。檢測前人工制造了不同深度的6處凹坑(缺陷參數(shù)見表1)，并進行了3次拖拉檢測，6處凹坑檢測數(shù)據(jù)徑向磁場圖譜見圖1。

表1 凹坑缺陷參數(shù)

圖1 凹坑缺陷檢測數(shù)據(jù)徑向磁場圖譜

本次試驗中采用編號1～3號凹坑的3次拖拉檢測數(shù)據(jù)對檢測器進行標定，以編號4～6號凹坑的檢測結(jié)果對檢測數(shù)據(jù)的準確性進行驗證，1～3號凹坑的檢測數(shù)據(jù)結(jié)果見表2。

表2 1～3號凹坑檢測數(shù)據(jù)

根據(jù)確定的腐蝕深度與信號強度的對應(yīng)關(guān)系，對4～6號凹坑的檢測數(shù)據(jù)進行分析，分析結(jié)果見表3。

表3 檢測結(jié)果分析 %

采用標定后的檢測器對待檢管道進行檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進行分析。在檢測結(jié)果中，按照GB/T 27699-2011對缺陷點類型分類的規(guī)定，選取了4處坑狀金屬損失缺陷點進行了開挖檢測，檢測結(jié)果見表4。

表4 驗證點開挖檢測結(jié)果 %

2.2 事后修正法

采用漏磁檢測器對某壁厚7.0 mm、直徑630 mm的原油管道進行檢測，并對檢測數(shù)據(jù)進行初步分析。在數(shù)據(jù)結(jié)果中根據(jù)GB/T 27699-2011對缺陷點類型分類的規(guī)定，選取了7處類型為一般金屬損失的缺陷點進行了開挖檢測。根據(jù)開挖檢測結(jié)果擬合信號強度與缺陷深度對應(yīng)關(guān)系曲線，得出類型為一般金屬損失缺陷的深度評判標準。開挖點信息見表5，缺陷評判標準圖見圖2。

根據(jù)評判標準對檢測數(shù)據(jù)進行分析，并在檢測結(jié)果中選取6個類型為一般金屬損失的腐蝕點對檢測結(jié)果進行驗證，驗證點檢測結(jié)果見表6。

3 結(jié)果分析

針對不同類型的缺陷，兩種標定方法都是通過選取不同深度的特征點來確定缺陷深度與信號強度的對應(yīng)關(guān)系。特征點選取的越密集、越具有代表性則最終檢測數(shù)據(jù)的準確度越高。

表5 檢測數(shù)據(jù)修正點參數(shù)

圖2 缺陷評判標準圖

表6 驗證點開挖檢測結(jié)果 %

事前標定法能夠根據(jù)需要在試驗管上人工制備不同類型、不同程度的模擬缺陷，缺陷具有代表性。通過對檢測器進行事前標定，能夠得出不同類型的缺陷信號值與缺陷深度的對應(yīng)關(guān)系，通過對應(yīng)關(guān)系可以分別判斷不同類型缺陷的深度大小。通過本次檢測工作，可以看出人工制備的用于標定的特征點數(shù)量較少的情況下，選取的驗證點檢測結(jié)果均滿足檢測深度誤差范圍±10%的精度要求，檢測結(jié)果誤差絕對值平均為3.9%，可見通過事先標定法得出的檢測結(jié)果與實際較為接近。

事后修正法通過在檢測數(shù)據(jù)中抽取典型的腐蝕缺陷點進行開挖測量，通過測量結(jié)果確定缺陷程度判定標準。這種方法要求選取的開挖點必須具有代表性，而且要覆蓋不同類型和不同腐蝕程度，這要求在檢測結(jié)束后進行大量的開挖。通過本次檢測可以看出在數(shù)據(jù)修正點數(shù)量不多的情況下，選取的驗證點均滿足檢測深度誤差范圍±10%的精度要求，檢測結(jié)果誤差絕對值平均值為5.8%，數(shù)據(jù)誤差相對較大。

4 結(jié)論

通過本次試驗可以看出事前標定法和事后修正法均能有效地確定檢測數(shù)據(jù)和腐蝕缺陷程度的對應(yīng)關(guān)系。

事前標定法能夠快速、準確的完成對檢測器的標定，但其需要專門的事前標定的設(shè)備，而且要求標定用的管材與待檢管道管材相同。目前我國大部分管道已經(jīng)運行了幾十年，現(xiàn)在的制管工藝和標準與管道建設(shè)時期相比有了很大的變化，用同批次、同爐號的管材做試驗管已經(jīng)不可能實現(xiàn)，這也在一定程度上制約了這種方法的適用性。

由于自然腐蝕的不確定性，事后修正法很難找到具有典型代表性的缺陷點，通過事后修正對不同類型的缺陷嚴重程度均進行準確的判斷有一定的難度，檢測結(jié)果可能存在較大誤差。事后修正法在檢測結(jié)束后需要進行大量的缺陷點開挖，工作量明顯增多，且野外作業(yè)涉及第三方協(xié)調(diào)，增加了工作的難度。

通過對比兩種方法的優(yōu)缺點，在實際應(yīng)用中應(yīng)首選事前標定法，若不具備開展事前標定法的條件時，可根據(jù)實際情況采取事后修正法，當條件允許時還可采用兩種方法相結(jié)合的方式，優(yōu)缺點互補，來確定檢測數(shù)據(jù)信號強度和缺陷程度的對應(yīng)關(guān)系，以得到精度更高的檢測結(jié)果。