石油管道內缺陷無損檢測技術的研究現狀

唐旭東 王九方 薛留軍 劉國棟 海洋石油工程股份有限公司

無損檢測技術可以在不損壞石油結構特性及維持其正常運轉的前提下，對其內外結構缺陷做出全面的檢測和分析。磁粉無損檢測、射線無損檢測等作為目前最常用的無損檢測技術，會隨著相關領域的發展而逐漸完善，從而擴大無損檢測技術的應用范圍，更好地維護石油管道的安全穩定運行。

一、無損檢測技術概述

（一）無損檢測技術的概念

通常無損檢測技術可以使用物理特性來實現無損檢測，比如聲音、光以及電磁等，能夠對壓力容器的材質以及是否存在缺陷進行探傷。與傳統的檢測技術相比，無損檢測技術具有不可比擬的優點，可以彌補傳統檢測技術的不足，通常無損檢測技術包括磁粉檢測、超聲波檢測、射線檢測、滲透檢測、渦流檢測等。其可以針對鍋爐不同的位置進行探傷。

（二）無損檢測技術的目的

無損探傷是指在不破壞檢測對象的條件下，對檢測對象進行探傷，檢測方法有4種：超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷、磁粉探傷。其可以在保證鍋爐正常工作的情況下實現探傷，從而有效地降低隱患以及保證鍋爐的質量。無損檢測技術不僅可以有效優化鍋爐檢測安全性，而且防止出現人身安全事故[1]。

二、石油管道內缺陷無損檢測技術的研究現狀

（一）射線無損檢測技術

對于石油管道的焊接接頭內部缺陷問題可以采用射線檢測方法，包括未焊透、氣孔、裂紋、夾渣、未熔合等缺陷問題都能夠做到準確檢測，檢測結果可以具體到缺陷問題的位置、大小和性質等相關信息，有利于處理措施的進行。主要在于射線檢測的記錄介質為底片，使缺陷問題的具體情況能夠更加直觀地被反映出來，并且更利于長期保存。但是，在實際檢測工作中，以薄工件的檢測更為順利，厚度較高的工件會影響到射線的穿透力，且射線檢測方法在成本方面的要求較高，檢測效率也更低，還需要檢測人員做好輻射的防護措施，對于廣泛應用的限制性較高。

（二）遠場渦流無損檢測技術

在石油的鐵磁性管道中會出現一種獨有的遠場渦流現象，這是一種可以穿透管壁的低頻率渦流，以此為基礎誕生的遠場渦流無損檢測技術，探測設施主要由和管道同軸的激勵和檢測螺線管線圈構成。一般情況下，當使用該設施進行檢測時，檢測線圈的位置通常位于距離激勵線圈約兩倍石油管道內部直徑及以上的遠場區域內。和常規的渦流檢測技術相比，遠場渦流無損檢測技術極大地克服了趨膚效應。而且與其他性質的無損檢測技術相比，遠場渦流無損檢測技術能夠全面檢測石油管壁外表面上存在的缺陷，并且外界因素對其檢測工作的影響程度較低。但是需要注意的是，該項無損檢測技術信號較為微弱，檢測速度和效率相對較低，這也正是該項技術發展速度緩慢的主要原因。

（三）電磁超聲無損檢測技術

對于石油管道的焊接接頭內部缺陷問題還可以采用超聲波檢測方法，具有穿透能力更強的技術優勢，適用于更多厚度范圍的工件檢測，使缺陷問題的位置、大小、深度等檢測結果更加準確和詳細，尤其是對裂紋、未焊透和未熔合等面積型缺陷問題的檢出率更高，還具有檢測成本低、靈敏度高、效率高、對人體無害等技術優勢。但是，在實際檢測工作中，在定量方面存在一定難度，定量不準將直接影響檢測的準確率，最終檢測結果也無法做到直觀的反映和記錄。

（四）磁粉無損檢測技術

該項無損檢測技術是借助鐵磁性材料在磁場環境中被磁化后會在管道的表面缺陷位置產生磁漏，以此為基礎對管道內部開展探傷處理。簡而言之，就是將鐵磁型材料放置在N 極和S 極之間，其周圍會產生相應的磁力線，在鐵磁性材料外觀均勻的情況下，磁力線彼此之間會呈現相互平行的狀態。相反的，如果石油管道內部存在裂痕或氣孔等缺陷問題，磁力線粒子在穿過這一位置時就會發生改變。分析通過磁力線發生改變的位置可以有效確定管道缺陷的具體位置[2]。

三、工程建設無損檢測管理建議

（一）加強事前及事中控制

開工前加強對檢測隊伍工藝編制、資源投入、人員能力的控制，對無損檢測單位計劃投入的人員資質、能力嚴格把關，避免現場檢測人員能力不足。項目進行中加強現場的監督管理，做好事中實施有效控制，保證工程檢測質量持續處于受控狀態。

（二）加強無損檢測技術交底管理

無損檢測技術交底應層層開展，確保各檢測、監理單位對檢測中關鍵環節有明確的認識。開工前，安排復評單位進行技術交底，明確檢測技術要求及關鍵點，對檢測過程中易出現爭議的條款給出明確要求，避免評定時出現各方理解不一致。檢測單位技術負責人應對設計文件無損檢測章節內容重點學習，組織本單位相關人員培訓考核，保證檢測人員能力水平。監理單位應對設計文件無損檢測章節內容、涉及的標準規范深入學習、理解，在日常管理中對檢測單位執行情況進行嚴格監督檢查。

（三）加強無損檢測人員管理

開工前落實檢測人員的培訓管理，除檢測基本技術外，結合焊接工藝規程，補充基本焊接知識，提高評定人員對缺陷的識別能力。在項目中期加強復評單位與檢測單位間的技術探討，提升評定人員的能力水平。加強無損檢測現場操作人員，數據初、復評人員以及項目質量監督管理人員安全責任的學習及培訓，提升無損檢測數據評、審人員的安全質量責任意識。

（四）開展檢測機組能力考核認可

相控陣超聲波檢測的數據評定結果與實際焊縫缺欠相符程度受現場操作人員的能力影響很大。可組織復評單位對檢測機組現場培訓并進行能力考核認可，保證在確定的檢測工藝及操作規程下，檢測結果具有高度可靠性和可重復性，從而確定機組具備持續、穩定提供合格檢測服務的能力[3]。

四、結語

石油管道在服役期內受載荷變異、介質侵蝕和環境變化等因素影響，可形成不同形式的損傷，對管道安全運行造成極大危害。利用無損檢測技術最大程度地發現管道中的安全隱患是減少管道安全事故發生、維護管道安全運行的有效途徑。