無損檢測技術在天然氣管道中的運用

張婭

摘 要：天然氣管道的安全穩定運行對我國社會經濟的穩定發展和人們的日常生活具有重要意義，但在其生產制造、運行過程中卻會因為諸多因素的影響而出現裂紋等缺陷或者結構問題。無損檢測技術可以在不損壞天然氣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，更好地維護天然氣管道的安全穩定運行。

關鍵詞：無損檢測技術;天然氣管道;運用

隨著我國天然氣資源開發深度和力度的不斷加大，我國天然氣管道鋪設里程也呈現出快速增長的趨勢。然而，由于天然氣管道數量較多，各地區的天然氣管道在運行過程中面臨著不同的影響，在管道運行中出現了腐蝕和失效問題。

1無損檢測復評工作情況

在目前輸氣管道建設項目中，監理單位為保證項目質量、履行自身職責，會對部分焊口的檢測結果進行核查，其中返修口、金口、死口、連頭口及三穿工程焊口進行100%檢查審核，其余焊口隨機選取15%～20%左右進行核查。但根據油氣管道工程建設項目多次飛行檢查情況，第三方無損檢測單位的管理和結果評定仍存在問題，并不能完全滿足建設單位對管道質量的要求。目前國家管網集團西氣東輸公司在輸氣管道建設工程中已實施第四方無損檢測復評工作，組織行業內具有突出無損檢測評定實力的單位開展復評工作，對檢測單位的焊口無損檢測結果進行100%復核審查，保證管道焊接質量。第四方復評單位開展工作之前，核實第三方檢測單位使用的檢測工藝、人員、設備是否滿足標準規范要求。在復評工作開展時，保證與工程進度相協調，其中三穿和其他不便于二次開挖作業區域的工程，復評工作與無損檢測同步開展，重點對工程無損檢測的底片及檢測數據的質量和評判準確性等內容進行審核。

對于無損檢測工作，結合第四方復評管理后，其主要工作流程為：（1）施工焊接機組完成焊接任務后向監理發出檢測申請;（2）監理核查檢測申請，下達檢測指令至檢測單位;（3）檢測操作人員根據檢測指令，準備相關檢測設備、器材和專用工藝卡，實施現場檢測作業并詳細記錄檢測數據;（4）檢測評定人員對檢測數據進行評定，記錄缺陷類型、數量等，判定焊口等級，將結果反饋至監理;（5）監理根據檢測反饋情況，要求焊接機組對不合格焊口進行整改返修;（6）檢測單位將合格焊口的檢測資料提交復評人員審核;（7）復評人員對檢測結果進行評定，將存疑焊口情況上報現場工程建設項目部，由項目部組織參建單位完成整改工作;（8）由復評單位確認存疑焊口整改閉合情況，并在工程試運行投產之前完成全部復評工作。

2無損檢測技術在天然氣管道中的作用

一般情況下，在天然氣的長輸送管道投入運行3年后，就需要使用無損檢測技術對管道整體進行檢測。無損檢測技術在天然氣管道內的應用能夠在不損壞天然氣管道的結構性能及維持其正常運輸狀態的基礎上，對天然氣管道的內部和外部缺陷進行全面的檢測，極大降低了天然氣管道的維護成本。此外，無損檢測技術的使用可以實時反饋天然氣管道的缺陷位置等信息，以便相關維護人員采取針對性的措施彌補天然氣管道的結構缺陷，繼而提高天然氣管道的總體防護能力。因此，天然氣輸送環節的安全性就得到了較大的保障，極大地降低了因為天然氣管道腐蝕原因而造成的泄漏甚至是爆炸事故發生的概率。

3無損檢測技術在天然氣管道中的實際應用

3.1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，如果天然氣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。該項技術目前主要應用在天然氣壓力管道焊縫的無損檢測中，其主要的檢測儀器是便攜式的磁軛探傷儀。

3.2電磁超聲無損檢測技術

天然氣管道在運行的過程中，除了因為腐蝕等原因產生管道結構缺陷，在制造和焊接的環節中也會產生裂紋缺陷。電磁超聲無損檢測技術對天然氣管道的裂紋缺陷檢測具有十分良好的效果，該方式基于電動力學領域的相關知識。首先，在導電金屬的表面上放置激勵線圈，線圈會因為自身的交變磁場對金屬產生作用，并在其表面層內感應出渦流。其次，渦流可以和位于試件上的另一處恒定外磁場產生相互作用，最終產生與渦流頻率完全一致的超聲波。上述過程的逆轉便是超聲波的接收過程。電磁超聲無損檢測設施主要包括電磁超聲換能器、激勵和接收裝置三個組成部分。該項無損檢測技術可以根據換能器線圈形狀和布置方面的差異，靈活地產生包含水平剪切波、表面波等的各類模型。該項無損檢測方式的顯著優勢之一是檢測速度較快，在管道中激發的超聲波可以在短時間內圍繞試件傳播幾周甚至十幾周，顯著縮短了整體檢測工作所需要花費的時間。而且使用該項技術檢測鋼管縱向缺陷時，不需要旋轉探頭和工件。除此之外，該項無損檢測技術所用設施機械結構較為簡單。但是該技術的轉化效率較低，且電磁超聲輻射模式較寬，很容易受到提離的影響，制約了其發展。

4天然氣管道在線無損檢測技術發展趨勢

當前，我國經濟在世界上的地位不斷提高，我國科技不斷進步，在線無損檢測技術的發展速度不斷提高。我國渦流檢測技術和電磁檢測技術已達到世界先進水平，甚至處于世界領先地位。隨著射線探傷和超聲波探傷技術的不斷進步，生產和研發的不斷深入，我國與發達國家在質量檢驗方面的差距不斷縮小;無損檢測設備的研發已處于世界領先地位。其未來發展應從以下幾個方面著手：

4.1促進在線無損檢測技術的多樣化和檢測能力的增長

目前，我國在應用在線無損檢測技術進行天然氣管道檢測的過程中，損傷類型的識別相對狹窄。一種檢測技術的應用只檢查相應部位的缺陷，其他部位漏檢的概率較大。為了促進在線無損檢測技術的多樣化，提高檢測能力，國內外研究人員進行了不懈的探索和研究，三軸高清漏磁檢測技術在檢測領域得到了廣泛的應用。另外，混合檢測技術也在發展中，可以將這兩種檢測技術結合起來進行檢測，最大限度的提升檢測能力和檢測效果。

4.2天然氣管道裂縫研究

應力腐蝕是引起天然氣管道裂紋的最重要因素。疲勞裂紋和氫致裂紋也是常見的裂紋類型。在實際應用中，裂紋主要分布在縱向。由于天然氣在管道中的作用，裂縫很容易擴展，造成管壁開裂，很難檢測出管道裂縫，因此必須依靠不同的檢測方法來檢測裂縫，而且每種檢測方法都有其局限性。目前，還沒有合適的管道裂紋檢測方法

5結論

在天然氣長輸管道無損檢測現場操作及結果評定過程中仍存在檢測人員能力水平不過硬、質量安全責任意識淡薄、過程監管不到位等問題。為保障我國管道網絡的安全平穩運行，仍需在管道工程建設的過程當中，繼續增強對管道檢測質量的控制，確保無損檢測評定結果的準確性。

參考文獻：

[1]劉金生.工程項目的無損檢測管理[J].工程技術，2012（04）：84-86.

[2]曹軍峰，劉光明.油氣長輸管道無損檢測監理及焊接質量控制[J].發展與創新，2019（13）：217-218.

[3]雷凱元.天然氣常熟管道焊接質量的無損檢測技術研究[J].檢驗檢測，2020（03）：54-55.

[4]曹建樹，李楊，林立，等.天然氣管道在線無損檢測技術[J].無損檢測，2013，35（5）：20-25.

[5]李健，郝星，廣芮妤.無損檢測技術在天然氣管道的運用發展現狀和作用[J].中國石油和化工標準與質量，2020，40（1）：62-63+66.