無(wú)損檢測(cè)方法在天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋檢測(cè)中的應(yīng)用

王占君（遼寧大唐國(guó)際阜新煤制天然氣有限責(zé)任公司，遼寧 阜新 123000）

對(duì)于整個(gè)世界范圍內(nèi)，石油以及天然氣輸送過(guò)程中，長(zhǎng)輸管道輸送屬于最為關(guān)鍵形式。然而，從已建成管道方面來(lái)看，對(duì)于整個(gè)全球，輸氣管道占據(jù)比例較大，達(dá)到60%左右。然而，在所有輸氣管道中，趨于老化比例非常高，接近大約50%。由于管道出現(xiàn)裂紋，容易進(jìn)一步導(dǎo)致安全事故，管道容易出現(xiàn)漏氣諸多不良現(xiàn)象，同時(shí)可能引起污染，最終容易引起經(jīng)濟(jì)方面重大損失。

1 無(wú)損檢測(cè)方法在天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋檢測(cè)中的實(shí)際意義

對(duì)于天然氣管道，常見裂縫涉及范圍較廣，比如說(shuō)，過(guò)度疲勞引起的裂紋，或者說(shuō)氫致裂紋，應(yīng)力腐蝕裂紋諸多方面。而對(duì)于上述這些裂紋，從分布形式來(lái)看，縱向分布為主。對(duì)于輸送管道內(nèi)部，天然氣容易受到較大壓力，快速進(jìn)行擴(kuò)散。基于此，管道開裂問(wèn)題就會(huì)容易出現(xiàn)。而對(duì)于諸多天然氣管道，需要注重引進(jìn)先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，裂縫問(wèn)題才能實(shí)現(xiàn)良好控制[1]。但是基于檢測(cè)技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，普遍相對(duì)較為復(fù)雜，尤其是對(duì)于不同種類裂紋，檢測(cè)方法同樣存在不同。同時(shí)對(duì)于不同檢測(cè)方法，難以保障足夠適用范圍。因而對(duì)于當(dāng)前，始終未出現(xiàn)相應(yīng)方法或策略，對(duì)于實(shí)際管道裂紋檢測(cè)，普遍得到適用。

現(xiàn)階段，管道檢測(cè)技術(shù)盡管得到不斷完善，但無(wú)損檢測(cè)技術(shù)仍然難以充分落實(shí)。對(duì)于廣大發(fā)達(dá)國(guó)家，普遍進(jìn)行競(jìng)相研制。漫長(zhǎng)研究之后，對(duì)于天然氣管道，技術(shù)得以不斷進(jìn)步之中，同時(shí)得到逐步完善。但是，長(zhǎng)輸管道運(yùn)行過(guò)程中，普遍難以充分貫徹落實(shí)裂紋檢測(cè)。一直以來(lái)，對(duì)于無(wú)損檢測(cè)，屬于技術(shù)方面難點(diǎn)以及重點(diǎn)。目前對(duì)于我國(guó)，裂紋檢測(cè)器方面，仍未得到開發(fā)研制。普遍欠缺技術(shù)以及方法。基于此，通過(guò)著力加強(qiáng)裂縫檢測(cè)方面研究，意義重大。

2 現(xiàn)有管道裂紋檢測(cè)方法

2.1 超聲波檢測(cè)法

通過(guò)超聲波技術(shù)，裂紋問(wèn)題能夠得到充分檢測(cè)，尤其對(duì)于目前，該方法被廣泛看好。然而，對(duì)于天然氣管道來(lái)說(shuō)，同石油管道相比，本身明顯存在傳輸介質(zhì)不同方面問(wèn)題。液體耦合條件方面，普遍較為缺乏。石油管道檢測(cè)實(shí)施階段，盡管普遍效果較好。但是對(duì)于超聲波檢測(cè)，天然氣管道方面，難以充分實(shí)現(xiàn)良好裂紋檢測(cè)。在這其中，超聲波難以實(shí)現(xiàn)良好耦合。為充分有效解決這一難題，基于設(shè)計(jì)思路方面考慮，輪胎式換能器這一理念，被英國(guó)提出。專用輪胎內(nèi)部，充滿一定量耦合劑。然后，通過(guò)一定超聲波探討，逐步實(shí)現(xiàn)輪胎以及管壁之間，內(nèi)表面得以充分接觸。通過(guò)上述措施，對(duì)于實(shí)際輸氣管道檢測(cè)，耦合劑方面考慮，不再迫切需要[2]。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)施階段，輪胎尺寸出現(xiàn)較大的問(wèn)題，安裝數(shù)量方面，受到一定程度限制。裝設(shè)檢測(cè)探頭方面，普遍出現(xiàn)數(shù)量較少的問(wèn)題。檢測(cè)器方面，明顯出現(xiàn)清晰度不高的問(wèn)題，與此同時(shí)，出現(xiàn)十分嚴(yán)重漏檢現(xiàn)象。但是近幾年，信號(hào)處理算法逐漸得到推廣，無(wú)論裂紋檢出率方面，還是量化準(zhǔn)確度方面，普遍得到一定改善。

2.2 電磁超聲檢測(cè)

對(duì)于電磁超聲法來(lái)說(shuō)，主要從渦流以及磁場(chǎng)方面考慮，通過(guò)彼此之間交互作用，超聲導(dǎo)波方面，無(wú)論產(chǎn)生還是接收，都能通過(guò)電磁超聲探頭實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)技術(shù)性質(zhì)方面來(lái)說(shuō)，屬于非接觸式。高頻電流作用下，對(duì)于管道表面來(lái)說(shuō)，容易產(chǎn)生一定感應(yīng)作用，渦流就會(huì)產(chǎn)生。感應(yīng)作用下，頻率始終保持相同。對(duì)于被測(cè)管道表面來(lái)說(shuō)，一旦繼續(xù)施加磁場(chǎng)，對(duì)于該磁場(chǎng)來(lái)說(shuō)，能夠同渦流之間互相影響。對(duì)于管道表面，洛倫茲力出現(xiàn)。通過(guò)洛倫茲力，對(duì)于被測(cè)管道來(lái)說(shuō)，晶格震動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)。與此同時(shí)，對(duì)于管壁內(nèi)部，激發(fā)出一定量超聲波現(xiàn)象。

而所謂電磁超聲波，主要通過(guò)一定電磁感應(yīng)，直接就會(huì)產(chǎn)生，在實(shí)際進(jìn)行檢測(cè)過(guò)程，耦合介質(zhì)方面考慮，沒(méi)有必要進(jìn)行使用?；诖?，缺陷檢測(cè)實(shí)施過(guò)程中，非常適合予以應(yīng)用。現(xiàn)階段，對(duì)于英國(guó)來(lái)說(shuō)，裂縫檢測(cè)裝置逐漸得到研制。而對(duì)于該項(xiàng)裝置，壁厚達(dá)到16mm 左右，特別是對(duì)于應(yīng)力腐蝕裂紋方面，或者軸向裂紋方面，檢測(cè)能力普遍不錯(cuò)。無(wú)損檢測(cè)為充分貫徹落實(shí)，需要嚴(yán)抓該項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)良好電磁場(chǎng)求解。為此，需要首先實(shí)現(xiàn)模型有效建立，技術(shù)才能真正實(shí)現(xiàn)更好發(fā)展。

2.3 渦流檢測(cè)法

通過(guò)實(shí)行常規(guī)渦流法，金屬構(gòu)件表面來(lái)說(shuō)，能夠充分實(shí)現(xiàn)良好靈敏度。然而，趨膚效應(yīng)下，對(duì)于渦流來(lái)說(shuō)，普遍存在滲透能力不足的問(wèn)題，管壁一旦相對(duì)較厚，難以充分滿足要求。無(wú)論對(duì)于內(nèi)外表面，還是對(duì)于管壁內(nèi)部，裂紋難以真正實(shí)現(xiàn)有效檢測(cè)。特別是近幾年，逐漸提出遠(yuǎn)離渦場(chǎng)概念。而所謂遠(yuǎn)離渦場(chǎng)，通常屬于低頻率渦流范疇，能夠有效穿透管道內(nèi)壁。對(duì)于渦流檢測(cè)探頭，組成結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō)，通常涉及螺線管線圈，與管道同軸。而在這其中，一個(gè)起到激勵(lì)線圈作用。對(duì)于另外一個(gè)，能夠充分起到檢測(cè)線圈作用。通過(guò)進(jìn)行RFEC 方面科學(xué)有效檢測(cè)，但是對(duì)于檢測(cè)線圈來(lái)說(shuō)，并非緊靠線圈，而是普遍位于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)域。激勵(lì)源頻率方面來(lái)說(shuō)，普遍相對(duì)較低[3]?；诖?，對(duì)于RFEC 來(lái)說(shuō)，基于理論方面考慮，趨膚效應(yīng)方面，普遍不存在。與此同時(shí)，檢測(cè)靈敏度方面，內(nèi)外表面一致。常規(guī)渦流法實(shí)施階段，局限性等不良方面，普遍能夠得到有效克服。REFC探頭方面考慮，普遍屬于內(nèi)穿過(guò)式，基于此，表面裂紋方面檢測(cè)工作，比較適合進(jìn)行。

2.4 漏磁檢測(cè)法

對(duì)于漏磁檢測(cè)而言，應(yīng)用相對(duì)較早，同時(shí)屬于較為常用方法?，F(xiàn)階段，漏磁檢測(cè)器規(guī)模方面來(lái)說(shuō)，已有較多。然而，管道表面裂紋本身方面來(lái)說(shuō)，明顯存在形成機(jī)理復(fù)雜特點(diǎn)，同時(shí)形態(tài)各異?；诖?，裂紋檢測(cè)實(shí)施階段，裂紋量化實(shí)際開展過(guò)程中，普遍存在較大難度。從漏磁檢測(cè)原理方面考慮，漏磁場(chǎng)為實(shí)現(xiàn)有效激勵(lì)，外加磁場(chǎng)方向角度考慮，需要力求同缺陷正交?；诖耍S向裂紋方面來(lái)說(shuō)，軸向磁化方式較為適合，能夠充分實(shí)現(xiàn)較為良好檢測(cè)。

3 先進(jìn)天然氣管道裂紋檢測(cè)技術(shù)

3.1 通過(guò)激光超聲檢測(cè)

對(duì)于激光超聲檢測(cè)而言，屬于檢測(cè)新技術(shù)重要形式，近幾年才得到一定發(fā)展。對(duì)于激光超聲檢測(cè)，能夠一定脈沖激光束，在其照射作用下，對(duì)于被測(cè)表面來(lái)說(shuō)，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)超聲波。然后能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)驗(yàn)參數(shù)方面有效改變。而對(duì)于激光超聲源，無(wú)論各種導(dǎo)波，都能得到充分激發(fā)。超聲信號(hào)方面來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生的過(guò)程中，不但能夠通過(guò)激光激勵(lì)，而且能夠通過(guò)光學(xué)方法，進(jìn)行科學(xué)有效檢測(cè)?；诖?，快速掃描成像順利進(jìn)行，非接觸檢測(cè)得以落實(shí)。除此之外，無(wú)論出于高溫還是強(qiáng)震，無(wú)論何種惡劣條件，無(wú)損檢測(cè)普遍能夠得到充分貫徹落實(shí)。除此之外，鎖模激光器下，對(duì)于超聲脈沖來(lái)說(shuō)，十分容易獲得。而對(duì)于其頻帶，同常規(guī)超聲之間對(duì)比，遠(yuǎn)遠(yuǎn)要更寬。與此同時(shí)，敏感度普遍較高，同時(shí)能夠充分保障較為良好檢測(cè)精度。

3.2 通過(guò)磁致伸縮檢測(cè)

對(duì)于磁致伸縮來(lái)說(shuō)，主要針對(duì)鐵磁性材料，對(duì)其固有特性進(jìn)行充分利用，在磁致伸縮效應(yīng)下，對(duì)于超聲導(dǎo)波來(lái)說(shuō)，能夠分別進(jìn)行激發(fā)以及接收。傳感器作用下，通過(guò)科學(xué)有效檢測(cè)試驗(yàn)，結(jié)果有效表面，盡管較大氣隙存在，傳感器方面來(lái)說(shuō)，同樣可以發(fā)射導(dǎo)波，同樣可以檢測(cè)出相應(yīng)導(dǎo)波。與此同時(shí)，基于磁致伸縮效應(yīng)方面來(lái)說(shuō)，普遍仍然較為強(qiáng)烈。由此可見，傳播特性優(yōu)良，檢測(cè)靈敏度能夠保障。因此，應(yīng)用研究方面，普遍開始受到關(guān)注。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從如何加強(qiáng)管道裂縫檢測(cè)方面著手，分析相關(guān)無(wú)損檢測(cè)方法，希望檢測(cè)技術(shù)得以不斷成熟完善?，F(xiàn)階段，天然氣工業(yè)得到迅猛發(fā)展，而對(duì)于天然氣管道，明顯存在鋪設(shè)范圍廣，同時(shí)出現(xiàn)輸送壓力高方面特點(diǎn)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，屬于高新技術(shù)范疇。尤其對(duì)于我國(guó)，技術(shù)研究仍然需要不斷加強(qiáng)。只有這樣，石油以及天然氣，管道輸送過(guò)程中，才能充分避免管道漏氣等不良現(xiàn)象。

[1]徐盼,邱青原.天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋的無(wú)損檢測(cè)方法[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014,(10):14-14.

[2]王振東,孫志剛.天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋的無(wú)損檢測(cè)方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2014,(32):646-646.

[3]王曉亮.天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋的無(wú)損檢測(cè)方法[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2015,(16):6983-6984.