石油管道無損檢測技術的發(fā)展研究

秦超

摘 要：石油管道是開展石油作業(yè)的重要工具，對石油開采質量有至關重要的影響。且石油管道較為復雜，在使用過程中具有一定的危險性，良好的檢測有助于避免此類危險，促使石油企業(yè)健康發(fā)展。本文首先指出了石油化工壓力管帶的破壞形式，進一步對于無損檢測技術展開分析。

關鍵詞：石油管道；無損檢測技術；易損形式；檢測方法

2013年，山東青島經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)中石化股份有限公司管道儲運分公司東黃輸油管管道發(fā)生原油泄漏引發(fā)嚴重的爆炸事故，共計造成62人死亡，136人受傷，經(jīng)濟損失共計7.5億元[1]。這次事故在社會上引發(fā)強烈反響，中石化董事長也因此而受到處分。導致事故的原因主要有兩方面：一方面是對于管道缺乏嚴格的安全檢查，沒能排除管道運行存在的安全隱患；另一方面為管道使用的年限過長，管壁嚴重腐蝕，受高壓影響而引發(fā)爆炸。為了避免此類安全事故的發(fā)生，還應采取有效的防范措施，加強對油氣管道的檢測，促使管道安全運行。

一、壓力管道的易損形式

（一）韌性破損

韌性破損指的是管道受到一定壓力作用，在管道壁上形成應力效果，管道材質已經(jīng)達到最大強度，引發(fā)管道斷裂。通常來說，應用管道制作的材料韌性都較好，導致斷裂問題的原因主要是超壓所致。這種管道損壞的特點主要體現(xiàn)在管道直徑增加，或者局部管道出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，也可能是管道發(fā)生管壁減。這類管道形狀發(fā)生改變的特點，基本上都是管道韌性損壞的表現(xiàn)。

（二）脆性破損

管道脆性損壞通常發(fā)生的都比較突然，并且擴展具有瞬時性。導致管道脆性損壞的原因主要是管道的應力不足。而導致管道應力不足的原因多種多樣，包括管道用材自身的脆性、自身原本的缺陷、管道安裝過程中存在的缺陷（焊接或熱處理工藝不到位）、管道在運輸過程中存在的缺陷（受運輸載體加速等影響），或者參與應力及結構應力處于集中狀態(tài)，限制了管道應力的支撐，造成管道破損[2]。

（三）腐蝕破損

管道腐蝕損壞是由于管道內部傳輸物料以及管道外部環(huán)境介質產(chǎn)生化學反應，同時也考慮機械等相關因素共同作用所導致。腐蝕破損是石油管道常見的一種損壞問題，即使使用的管道材料具有抗腐蝕性，但是仍不可避免的在安裝過程中存在焊接點、焊接口等現(xiàn)象。同時，也無法保證使用的全部材料都達到合格標準，這也為管道腐蝕埋下了隱患，在管道投入一段時間使用后，就極容易被腐蝕損壞。

（四）疲勞性損壞

石油管道大都為金屬材料，其使用的時間較長，長期工作于應力荷載環(huán)境當中，由于管道可能存在原始裂紋等缺陷，而恰好這種缺陷存在于管道連接的焊縫處，那么在長時間應力荷載影響下，就會存疲勞運作的問題，進而在管道承受能力到達一定限度時，便會出現(xiàn)疲勞性破損。

（五）蠕變損壞

在達到一定溫度條件時，管道在荷載作用的影響下，通常會導致壓力管道發(fā)生伸長、變形的傾向，這種現(xiàn)象便是蠕變損壞。尤其是有明顯組織變化及塑性變形等情況下更易發(fā)生蠕變破壞[3]。由于管道材料影響蠕變的破壞形式，因此在管道設計、制作和使用的過程中就要加以控制。比如，在最初設計時就需根據(jù)溫度情況合理選擇抗蠕變損壞的材料；在管道制作時應避免冷加工及焊接工作影響材料的抗蠕變性；在管道使用的過程中應謹防超溫現(xiàn)象。

二、無損檢測技術

（一）常用的無損檢測技術對比

無損檢測的方式主要是通過材料內部缺陷而造成的熱、光、聲、電、磁等參數(shù)的觀察，使用先進的檢測元器件，度量檢測對象表面或內部的缺陷，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)判斷缺陷的原因、程度、位置、數(shù)量等。對石油產(chǎn)業(yè)來說，無損檢測技術已經(jīng)成為不可或缺的工具，下面對常用的無損檢測技術進行對比分析，詳見下表。

（二）管道檢測器研究

通常管道檢測器的構成部分主要為磁鐵部分、驅動部分、探頭部分、支撐部分、里程部分以及記錄部分，如圖1所示。檢測器的性能指標主要包括運行壓力、運行速度及通過能力。

雖然可使用檢測器檢測出管道存在的曲線，但是當前石油管道的口徑逐漸增加，介質的流速較快且輸量大，現(xiàn)有檢測器的檢測數(shù)據(jù)標準性還有待提高，以免對評估管道安全性能造成影響，因此，還應加強對高流速檢測器的研究。此外，當前管道內檢測器還沒有實現(xiàn)對管道裂紋缺陷的精準識別，因此還應加強對可可靠無損檢測技術的研究，這也是我國未來的無損檢測技術研究方向。

結束語：

綜上所述，石油開采作業(yè)的環(huán)境較為惡劣，一旦發(fā)生安全事故后果不堪設想。因此，還應做好日常的維護與監(jiān)測工作，有效預防事故發(fā)生。隨著科技的發(fā)展，檢測技術也在不斷革新，在以后的研究中還應注重管道檢測的精準度和可靠度。

參考文獻：

[1]侯佳秀， 朱禹， 沈佳. 石油管道無損檢測技術的發(fā)展探析[J]. 工程技術：全文版， 2017（3）：00220-00220.

[2]馮挺， 姚歡， 邵濤，等. 石油管道內缺陷無損檢測技術的研究現(xiàn)狀[J]. 石化技術， 2016， 23（10）：208-208.

[3]曹建樹， 李楊， 林立，等. 天然氣管道在線無損檢測技術[J]. 中國石油和化工標準與質量， 2016， 35（22）：20-25.

[4]郭天昱. 壓力管道無損檢測技術的發(fā)展現(xiàn)狀及應用[J]. 工程技術：引文版， 2016（11）：00234-00234.

[5]燕集中. 石油化工用壓力管道的破壞形式及無損檢測的應用[J]. 石化技術， 2017， 24（3）：2-3.