針對長輸油氣管道漏磁內檢測技術的相關思考

王怡佳 蔣志卿

摘 要：社會經濟飛速發展模式下，油氣資源的需求量也在不斷增加，為了更好地滿足社會發展對油氣資源的要求，我們應采取科學的對策提升油氣管道漏磁內檢測技術水平，盡可能降低油氣管道的安全事故發生率，確保油氣資源的安全穩定輸送。該文主要論述了長輸油氣管道漏磁內檢測技術的相關概念，及其檢測技術原理和檢測系統的構成，希望能夠有效提升長輸油氣管道漏磁內檢測技術水平。

關鍵詞：長輸油氣;管道漏磁內檢測技術;提升

前言

社會經濟飛速發展背景下，油氣資源的需求量也在不斷提升，油氣管道的創建、運用和發展也得到了人們的重視和關注，只有不斷創建科學的長輸油氣管道，并提升長輸油氣管道漏磁內檢測技術，才能確保石油和天然氣的安全穩定運輸。油氣輸送管道的安裝、使用過程中，可能會受到外界環境的影響出現管道變形、影響輸送的問題，為了提升油氣管道輸送的安全可靠性，我們應不斷提升長輸油氣管道檢測技術水平，盡量采用管道漏磁內檢測技術。長輸油氣管道檢測技術可分為管道外檢測技術和管道內檢測技術兩種。管道外檢測技術是指在地面不開挖的情況下，對管道外腐蝕完整性進行檢測評價，減小外腐蝕對管道完整性的影響，但管道外檢測技術只適用于地表或裸露的管道，不適用于地下和海底的管道，無法對管道實現全面檢測。管道內檢測技術是指在不影響管道正常安全運行的前提下，通過載有無損檢測設備和信號采集、處理及存儲系統的智能型清管器，以管內所輸送介質為行進動力，對管道腐蝕、變形以及裂紋程度等進行在線檢測。國際上已立法明確規定應用內檢測技術對管道實現檢測，國內近年亦提出相應標準。近年來，漏磁管道內檢測技術成為便捷、可靠和廣泛的管道內檢測技術。

1闡述長輸油氣管道漏磁內檢測技術的工作原理

把先進的長輸油氣管道漏磁內檢測設備運用到管道檢測工作中，能夠有效提升管道檢測有效性，理應得到人們的重視和關注。漏磁內檢測器基于漏磁原理，檢測器在管道內部受檢測器的前后壓差作用向前運動。永磁體布置在油氣管壁附近，磁力線通過管壁形成閉合回路，當被檢測區域管壁不存在金屬缺失的情況時，大部分磁力線集中在管壁，沿著管壁的走向形成回路。少量的磁力線外泄到管壁以外的區域。當被檢測管道存在金屬損失缺陷時，管道內磁力線的走向和分布發生變化，更多的磁力線泄漏到管壁附近，處于管壁附近的漏磁傳感器感應到這一泄漏磁場變化，存儲和記錄磁場信息，后期經過數據處理來評估管道缺陷的幾何尺寸，達到管道金屬損失檢測的目的。

2長輸油氣管道漏磁內檢測系統的重要組成部分

2.1管道檢測系統的驅動部分

管道檢測系統的驅動部分主要是由不同的驅動皮碗構成的，檢測設備安放到油氣管道內部，借助驅動皮碗建立前后的壓力差，推動檢測器沿著管線向前運動。其驅動力必須大于檢測器與管道內壁的摩擦阻力和磁性吸附力。驅動皮碗通常放置在漏磁內檢測器前端，與其他皮碗共同起到動力源和支撐整個檢測器與管道軸線同心的作用。管道漏磁內檢測器一般有多個皮碗，主要是為了檢測器順利通過管道的三通、閥門等。當檢測器運行到管道三通時，由于三通的分流作用，驅動皮碗的驅動力瞬間降低，此時就需要第2個驅動皮碗提供檢測器向前的驅動力，需要注意的是相鄰的兩個驅動皮碗間距必須足夠大。

2.2管道檢測系統的磁化部分

管道檢測系統的磁化部分主要是由永磁體或者電池供電的電磁體構成的，磁化設備上包含固定的鋼刷，其與管道內壁緊密貼合，將磁場導通到管壁。單一的漏磁內檢測器磁化模塊可磁化一段管壁，陣列的磁化模塊共同工作，覆蓋管道環向的大部分區域。相對于電磁體，永磁體被永久充磁不需要供電，廣泛應用在漏磁內檢測器中。基于永磁勵磁結構的內檢測器，永久磁化模塊包含一對磁鐵、磁軛、鋼刷。

2.3管道檢測系統的傳感部分

管道檢測系統的傳感部分主要包含霍爾元件、支撐部件、電子系統以及耐磨片等部分。運用管道漏磁傳感器記錄檢測過程中的漏磁場信號，該信號包含了管道金屬損失的缺陷信息。漏磁傳感器位于磁路的兩極中間，將采集到的漏磁場信號轉換成電信號，通過后續的數據采集和處理進行管道金屬損失的識別和量化工作。目前，基于霍爾效應的漏磁傳感器廣泛應用在工程中，傳感器的陣列數量直接影響檢測器的環向檢測的精度，單軸的傳感器只能采集一個方向的漏磁場信號，所以僅能采集一個矢量信息。

2.4管道檢測系統的數據采集與存儲部分

管道檢測系統中的數據采集和存儲工作落實，主要是借助相關設備來完成的，科學采集模擬信號和數字信號的數據。在檢測過程中產生的數據量較大，其信息量主要由傳感器的數量、采樣頻率、里程決定。

2.5管道檢測系統的供電部分

大多數的管道漏磁檢測器都是借助電池完成傳感器、數據采集和儲存的供電任務。電池的自身容量關系到系統檢測的最大里程高低。電源系統設計要滿足抗擊沖擊和振動的需求，同時由于檢測器的尺寸限制，對供電模塊的尺寸和形狀也提出了一定的要求。工程應用中，通常用一些高壓高能電池，以便檢測器在工作過程中可以檢測更長距離、配置更多傳感器。

2.6管道檢測系統的速度控制部分

管道檢測系統的速度控制部分也非常關鍵，主要包含驅動電機、控制電路以及轉閥等部分。速度控制部分主要被運用在大口徑管道檢測器中，由于渦流效應和磁滯時間的影響，過快的檢測器運行速度變化對檢測結果的影響較大，會增加管道缺陷漏檢和誤檢。因此大口徑檢測器安裝速度控制模塊，當檢測器速度過快時，電機驅動設備旁通閥，使得部分介質穿過檢測器，降低檢測器的運行速度。

3結語

通過上文的論述不難看出，長輸油氣管道漏磁內檢測技術的檢測原理較為簡單，檢測結果準確性較高，檢測操作也較為容易，可廣泛應用于石油、天然氣管道的缺陷檢測當中。管道缺陷檢測中，漏磁場分量的峰峰值、峰值間距可以作為特征量對管道缺陷尺寸進行量化。目前，管道內檢測技術在管道檢測工程領域中應用廣泛，但依然存在漏磁內檢測器的渦流效應和磁滯時間、管道裂紋檢測、管道檢測盲區、管道缺陷的內外壁判別等一些問題需要解決。

參考文獻：

[1]路毅銘.西部管道有限責任公司發展戰略研究[D].蘭州：蘭州大學，2017.

[2]梁宏寶，馬百濤，姜勇，等.長輸原油管道能耗關鍵影響因素研究[J].化工機械，2016，43（3）：311-319.

（1.四川省特種設備檢驗研究院 ?610100;2.四川濱大閥門有限責任公司 ? 610036 ）