漏磁檢測技術在凈化油輸送管道中的應用分析

潘興辰 楊飛 姚杰

摘要：在工業生產中，漏磁檢測法因其快速、準確的特性常應用于長輸管道的檢驗中。在運行過程中里程輪記錄到達缺陷的里程信息，地面標記系統記錄到達該位置的準確時間，可以確定管道異常缺陷信息及相關管道附件的尺寸以及精確位置。以某油田凈化油輸油管道內檢測為例，敘述漏磁檢測技術的實際應用情況，從出具的被檢管道的各種缺陷數據，直觀判斷被檢管道的安全使用性能，為推進漏磁檢測技術在油氣管道檢測中的應用提供案例支撐以及技術支撐。

關鍵詞：管道內檢測;無損檢測;長輸管道;漏磁檢測;剩余強度評價

引言：

在石油天然氣行業中，管道長持續運行情況下，其材質、運輸介質以及其他外力因素會對管道內外產生不可逆轉的損傷。漏磁檢測法常被用于管道內檢測，該方法可以幫助工作人員快速掌握管道的使用情況，降低生產成本，對實際的生產活動起到積極作用。

1.無損檢測的類型

常見的無損檢測方法包括超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、漏磁檢測等。

與其他無損檢測方法相比，漏磁檢測器可以快速、準確地檢測出管道缺陷和彎頭等特殊部件，以及管道防腐層損傷點的位置和大小，且不損傷地面覆蓋物。漏磁檢測技術因其快速、準確的特性，目前被廣泛應用于長輸管道的檢測[1]。

2.漏磁檢測系統原理簡介

漏磁檢測設備可以實時的記錄檢測數據，識別腐蝕缺陷、坑狀缺陷、盜油孔、補丁等異常缺陷，閥門、三通等管道附件。通過里程輪記錄到達缺陷的里程信息，地面標記系統記錄到達該位置的準確時間，確定管道異常缺陷信息。其工作原理是利用永磁體對管道壁進行飽和磁化，與被測管壁形成磁回路。當管壁無缺陷時，磁力線密閉在管壁之內;當管壁存在缺陷，磁力線會穿出管壁產生漏磁信號。

3.漏磁檢測技術實踐應用及分析

本節以某油田凈化油輸油管道檢測為例，敘述漏磁檢測技術的實際應用情況。此條凈化油輸送管道于2011年10月建成投產使用，總長度為26.4公里，材質為L290直縫管，管徑323.9mm，壁厚7.1mm（定向鉆處管道壁厚為9.5mm），最小彎頭5D，設計壓力4MPa，運行壓力0.47Mpa。該管道沿國道沿線鋪設，地形復雜，途徑河流、主要等級公路，且該管道全線途徑敏感區。此次管道內檢測工作主要分為三大步驟：清管、變形檢測、高清漏磁檢測。

首先，依次下放泡沫清管器、測徑清管器、磁力鋼刷清管器、幾何檢測器。

泡沫清管器主要目的是驗證管道是否保持通暢。測徑清管器攜帶有測徑板，初步預估管道的形變量。通過測量回收的測徑板，初步估算形變量為11.5%，小于15%的管道變形量上限，允許進行下一步投放。磁力鋼刷清管器主要負責清除管壁上頑固雜質，管道中的鐵屑，避免影響后續漏磁檢測的數據。根據初步測量計算，皮碗磨損量25%在磨損量范圍內，清除淤泥約10公斤，且含有泥塊。

最后使用幾何檢測器對管道進行幾何變形檢測，得出管道實際的幾何變形量。經過幾何變形檢測器的探查，本次共檢測到凹陷30處、環焊縫2389處、閥門3處、三通2處、彎頭107處、斜接17處、其它1處。

由于此次變形檢測器仍清理出較多雜質，因此，又重新發射了鋼刷磁力清管器。根據管道內部壓力以及流量的變化，以及鋼刷外部直觀的變化，判斷管道內壁基本已經清理干凈。最后下放漏磁檢測裝置。

檢測發現管道特征9588處，檢測到缺陷（特征）7056處，其中金屬損失7006處，凹陷30處，其中外部金屬損失149處，內部金屬損失6857處，最深點金屬損失1處，深度為53%t，該段管線存在的主要缺陷類型為金屬損失，占缺陷總數99%。從數據中可以分析出該段管線金屬損失長度大多分布在60mm以下，寬度大多分布在100mm以下，深度大多分布在10mm以下。管道基礎特征2503處：其中環焊縫2389處，環焊縫異常點20處、彎頭107處、閥門3處、法蘭2處、三通2處。焊縫異常在11-14公里處較為集中。除此之外，檢測到其他特征49處：其中未知物2處、其它14處（開孔7處、疑似磁標記2處、疑似修復1處、環向一周減薄3處、環向一周增厚1處）、外部支墩3處、套管30處。

4.開挖驗證

管道剩余強度評價主要依據金屬損失長度和金屬損失深度，通過管道剩余強度評價來獲得缺陷處最大安全壓力。當缺陷處最大安全工作壓力大于管道最大允許操作壓力時，缺陷不需要維修;反之則缺陷需立即維修。本次管道剩余強度評價使用《Manual for Determining the Remaining Strength of Corroded Pipelines B31G-2012（R2017）》中方法[2]。ERF表示預估維修因子，是判斷剩余強度評價后的缺陷是否需要立即維修及缺陷的嚴重程度的依據。值為管道最大允許操作壓力（MAOP）與利用評價方法計算得到的缺陷處的安全操作壓力（ps）的比值。漏磁內檢測金屬損失處的壓力曲線圖如圖1所示。

通過計算，金屬損失處的ERF值為0.3973至0.8452之間，因此，在最大允許操作壓力4MPa下，無金屬損失點需要立即維修。根據漏磁檢測的數據分析，分別選取了兩個點進行開挖驗證。

第一個開挖點：金屬損失-凹陷。里程米數：5155.293m;數據定位點：20.5m;實際測量定位點：19.1m;鐘點方向：2點、測量腐蝕面積：21×99mm。

第二個開挖點：金屬損失-腐蝕。里程米數：5565.594m、數據定位點：430.8m;實際測量定位點：428.4m;鐘點方向：3點;腐蝕面積：49×101mm。

5.結論

此次檢測工作的順利完成，直觀出具了被檢管道的缺陷數據，判斷了被檢管道的安全使用性能，保障了被檢方的安全生產，但是在檢測過程中仍存在一些不足。例如，在跟蹤定位過程中出現信號短暫缺失情況以及人工處理數據時間長且容易產生人為誤差。今后主要對提高跟蹤精確度以及數據處理速度與精度方面進一步深入研究，不斷推進漏磁檢測技術在油氣管道檢測中的應用。

參考文獻：

[1]林俊明， 張開良， 林發炳等.長輸油氣管道的無損檢測[J].無損檢測，2019，41（09）：44-47+52.

[2]劉海峰， 王毅輝. 在役油氣壓力管道腐蝕剩余強度評價方法探討[J].天然氣工業，2001，（06）：90-92+121。