無損探傷 輸油無漏

文／岑紀衛

基于電磁方法的輸油管線無損檢測，保障加油站內輸油管線的安全運作。

加油站內輸油管線的檢測，是對預防重大事故、保證生產效益的重要保障。本文通過對加油站內的輸油管線材料的分析研究，基于電磁方法對加油站內輸油管線的在線檢測并探索了數值方法，并結合當下持續創效，就油站管線無損檢測對生產經營的影響進行分析。

傳統無損檢測需求及開支

目前，浙江石油全省共有營業網點2000余座，形成了遍布全省的銷售網絡和服務體系。近兩年，浙江石油站點先后進行了形象、硬件改造，以適應新的市場競爭態勢。

近一半以上網點初次建成于2000年之前，至今已有20余年的歷史了，故對其現有鋪設管道的無損檢測勢在必行。這不僅僅是油站日常運營中安全、環保的要求，更是浙江石油作為央企的社會責任與擔當。油罐、管線均鋪設于地下，若要無損檢測則必須停業、開挖。倘若以工程周期七天計算，則損失的營業額將會達到驚人的112萬元/站。同時，七天的檢測周期還會產生約一萬元的勞務費用（力工12名，工作5天。技術人員4名，工作兩天）。較長的檢測周期，與企業當前攻堅創效的形勢背道而馳。

油站所有管線均埋于地下，且場地均進行了水泥硬化，若進行傳統無損檢測則需要暴露管線。而投營油站的油罐區、加油場地均屬于0級防火區，若需要破除地面則涉及動土、特技動火作業，需要部門主管及會簽單位每8小時簽發作業票，操作比較繁瑣且人力物力耗費巨大。同時，一旦開始破土，為保證安全，則勢必油站需要停業。所以，進行傳統無損檢測是不可能的，完全不具備操作性。實際情況下，只能采用損益分析來判斷管線是否有泄漏。

◇圖1 電磁探頭。從左到右依次為電磁探頭的原型，電磁探頭的左視圖以及電磁探頭的正視圖。

電磁在線檢測技術

為探索在加油站實現對管線的非接觸式無損探傷，擬在實驗環境對鋼材料裂紋進行探測。本實驗電磁探頭采用的是一個激勵一個接收型的線圈組合（圖1）。該探頭使用兩個獨立的鐵氧體棒作為主體。為了放大感應電流，激勵線圈的匝數遠遠小于接收線圈的匝數。事實上，激勵圈的匝數通常比勵磁線圈的匝數翻一番或三倍。當連接到數據采集系統時，激勵線圈中將有一個激勵電流。因此，由裂紋產生的不同磁場會產生。該系統主要通過測量線圈之間互阻抗的變化,來分析被測材料的微結構以及裂紋的存在等。

在實驗中，線圈將所得數據傳回電腦，通過信號處理，最終將被測樣品的橫截面圖成像顯示。線圈激勵信號是50k赫茲的交流信號。

當鋼材中有裂紋時，因為裂紋和母材的電磁特性也差很大，很容易看到裂紋的存在。在該實驗中，將金屬環放置在金屬樣品X70鋼樣品的中間，作為裂紋。環的直徑約為5mm，因為它非常小，所以高度可忽略（圖2）。圖3為掃描結果，左圖為實部數據成像圖，右圖為虛部數據成像圖。虛部圖和實部圖都能清晰看到鐵環的存在。因此基于該電磁方法，可以有效的完成對鋼產品的無損檢測。

無損在線檢測應用前景

在保證加油站正常營業的基礎上，錯峰進行無損在線檢測，能夠減少油站停業帶來的損失。同時，由于無損在線檢測無須破壞原有地面，暴露地下管線，所以極大縮短了整個檢測周期所需的時間，減少了工程的工作量，減少了勞務薪資的支出。

這樣較快的檢測周期，能夠幫助企業以較小的代價掌握輸油管線的使用狀況，以便及時維修或者更換，最大程度地規避了由于管線破漏、拉斷造成環境污染而帶來的環保風險，并能最大限度發揮現有網點的使用壽命，降低油站整體改造翻新所投入的費用。

該系統通過獲取金屬和探頭之間的感應電壓，來對金屬或高分子復合結構進行成像。通過掃描X70鋼樣品，可以得到鋼產品的橫截面圖，由于電磁特性的不同能清晰看到焊縫的痕跡。通過模擬金屬環作為裂紋，表明該系統可以檢測出來大的金屬裂紋。

綜上所述，基于電磁方法對加油站內輸油管線的無損檢測是有效而且實時的。該檢測手段對于保障加油站內輸油管線的安全運作以及保障經濟效益，均有很大的優勢。通過該系統的運用，單站可節省近5000元的勞務費開支，減少營業損失每座加油站近110萬元。

無損檢測符合當下持續創效的要求，切實降低了企業開支，變相為企業帶來了效益。

◇圖2 鐵環置于X70鋼上方用于模擬裂紋。

◇圖3 裂紋檢測橫截面成像。左圖為實部數據；右圖為虛部數據。