針對長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)的相關(guān)思考

王怡佳 蔣志卿

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展模式下，油氣資源的需求量也在不斷增加，為了更好地滿足社會發(fā)展對油氣資源的要求，我們應(yīng)采取科學(xué)的對策提升油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)水平，盡可能降低油氣管道的安全事故發(fā)生率，確保油氣資源的安全穩(wěn)定輸送。該文主要論述了長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)的相關(guān)概念，及其檢測技術(shù)原理和檢測系統(tǒng)的構(gòu)成，希望能夠有效提升長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：長輸油氣;管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù);提升

前言

社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展背景下，油氣資源的需求量也在不斷提升，油氣管道的創(chuàng)建、運(yùn)用和發(fā)展也得到了人們的重視和關(guān)注，只有不斷創(chuàng)建科學(xué)的長輸油氣管道，并提升長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)，才能確保石油和天然氣的安全穩(wěn)定運(yùn)輸。油氣輸送管道的安裝、使用過程中，可能會受到外界環(huán)境的影響出現(xiàn)管道變形、影響輸送的問題，為了提升油氣管道輸送的安全可靠性，我們應(yīng)不斷提升長輸油氣管道檢測技術(shù)水平，盡量采用管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)。長輸油氣管道檢測技術(shù)可分為管道外檢測技術(shù)和管道內(nèi)檢測技術(shù)兩種。管道外檢測技術(shù)是指在地面不開挖的情況下，對管道外腐蝕完整性進(jìn)行檢測評價，減小外腐蝕對管道完整性的影響，但管道外檢測技術(shù)只適用于地表或裸露的管道，不適用于地下和海底的管道，無法對管道實(shí)現(xiàn)全面檢測。管道內(nèi)檢測技術(shù)是指在不影響管道正常安全運(yùn)行的前提下，通過載有無損檢測設(shè)備和信號采集、處理及存儲系統(tǒng)的智能型清管器，以管內(nèi)所輸送介質(zhì)為行進(jìn)動力，對管道腐蝕、變形以及裂紋程度等進(jìn)行在線檢測。國際上已立法明確規(guī)定應(yīng)用內(nèi)檢測技術(shù)對管道實(shí)現(xiàn)檢測，國內(nèi)近年亦提出相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。近年來，漏磁管道內(nèi)檢測技術(shù)成為便捷、可靠和廣泛的管道內(nèi)檢測技術(shù)。

1闡述長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)的工作原理

把先進(jìn)的長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測設(shè)備運(yùn)用到管道檢測工作中，能夠有效提升管道檢測有效性，理應(yīng)得到人們的重視和關(guān)注。漏磁內(nèi)檢測器基于漏磁原理，檢測器在管道內(nèi)部受檢測器的前后壓差作用向前運(yùn)動。永磁體布置在油氣管壁附近，磁力線通過管壁形成閉合回路，當(dāng)被檢測區(qū)域管壁不存在金屬缺失的情況時，大部分磁力線集中在管壁，沿著管壁的走向形成回路。少量的磁力線外泄到管壁以外的區(qū)域。當(dāng)被檢測管道存在金屬損失缺陷時，管道內(nèi)磁力線的走向和分布發(fā)生變化，更多的磁力線泄漏到管壁附近，處于管壁附近的漏磁傳感器感應(yīng)到這一泄漏磁場變化，存儲和記錄磁場信息，后期經(jīng)過數(shù)據(jù)處理來評估管道缺陷的幾何尺寸，達(dá)到管道金屬損失檢測的目的。

2長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測系統(tǒng)的重要組成部分

2.1管道檢測系統(tǒng)的驅(qū)動部分

管道檢測系統(tǒng)的驅(qū)動部分主要是由不同的驅(qū)動皮碗構(gòu)成的，檢測設(shè)備安放到油氣管道內(nèi)部，借助驅(qū)動皮碗建立前后的壓力差，推動檢測器沿著管線向前運(yùn)動。其驅(qū)動力必須大于檢測器與管道內(nèi)壁的摩擦阻力和磁性吸附力。驅(qū)動皮碗通常放置在漏磁內(nèi)檢測器前端，與其他皮碗共同起到動力源和支撐整個檢測器與管道軸線同心的作用。管道漏磁內(nèi)檢測器一般有多個皮碗，主要是為了檢測器順利通過管道的三通、閥門等。當(dāng)檢測器運(yùn)行到管道三通時，由于三通的分流作用，驅(qū)動皮碗的驅(qū)動力瞬間降低，此時就需要第2個驅(qū)動皮碗提供檢測器向前的驅(qū)動力，需要注意的是相鄰的兩個驅(qū)動皮碗間距必須足夠大。

2.2管道檢測系統(tǒng)的磁化部分

管道檢測系統(tǒng)的磁化部分主要是由永磁體或者電池供電的電磁體構(gòu)成的，磁化設(shè)備上包含固定的鋼刷，其與管道內(nèi)壁緊密貼合，將磁場導(dǎo)通到管壁。單一的漏磁內(nèi)檢測器磁化模塊可磁化一段管壁，陣列的磁化模塊共同工作，覆蓋管道環(huán)向的大部分區(qū)域。相對于電磁體，永磁體被永久充磁不需要供電，廣泛應(yīng)用在漏磁內(nèi)檢測器中。基于永磁勵磁結(jié)構(gòu)的內(nèi)檢測器，永久磁化模塊包含一對磁鐵、磁軛、鋼刷。

2.3管道檢測系統(tǒng)的傳感部分

管道檢測系統(tǒng)的傳感部分主要包含霍爾元件、支撐部件、電子系統(tǒng)以及耐磨片等部分。運(yùn)用管道漏磁傳感器記錄檢測過程中的漏磁場信號，該信號包含了管道金屬損失的缺陷信息。漏磁傳感器位于磁路的兩極中間，將采集到的漏磁場信號轉(zhuǎn)換成電信號，通過后續(xù)的數(shù)據(jù)采集和處理進(jìn)行管道金屬損失的識別和量化工作。目前，基于霍爾效應(yīng)的漏磁傳感器廣泛應(yīng)用在工程中，傳感器的陣列數(shù)量直接影響檢測器的環(huán)向檢測的精度，單軸的傳感器只能采集一個方向的漏磁場信號，所以僅能采集一個矢量信息。

2.4管道檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與存儲部分

管道檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集和存儲工作落實(shí)，主要是借助相關(guān)設(shè)備來完成的，科學(xué)采集模擬信號和數(shù)字信號的數(shù)據(jù)。在檢測過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，其信息量主要由傳感器的數(shù)量、采樣頻率、里程決定。

2.5管道檢測系統(tǒng)的供電部分

大多數(shù)的管道漏磁檢測器都是借助電池完成傳感器、數(shù)據(jù)采集和儲存的供電任務(wù)。電池的自身容量關(guān)系到系統(tǒng)檢測的最大里程高低。電源系統(tǒng)設(shè)計要滿足抗擊沖擊和振動的需求，同時由于檢測器的尺寸限制，對供電模塊的尺寸和形狀也提出了一定的要求。工程應(yīng)用中，通常用一些高壓高能電池，以便檢測器在工作過程中可以檢測更長距離、配置更多傳感器。

2.6管道檢測系統(tǒng)的速度控制部分

管道檢測系統(tǒng)的速度控制部分也非常關(guān)鍵，主要包含驅(qū)動電機(jī)、控制電路以及轉(zhuǎn)閥等部分。速度控制部分主要被運(yùn)用在大口徑管道檢測器中，由于渦流效應(yīng)和磁滯時間的影響，過快的檢測器運(yùn)行速度變化對檢測結(jié)果的影響較大，會增加管道缺陷漏檢和誤檢。因此大口徑檢測器安裝速度控制模塊，當(dāng)檢測器速度過快時，電機(jī)驅(qū)動設(shè)備旁通閥，使得部分介質(zhì)穿過檢測器，降低檢測器的運(yùn)行速度。

3結(jié)語

通過上文的論述不難看出，長輸油氣管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)的檢測原理較為簡單，檢測結(jié)果準(zhǔn)確性較高，檢測操作也較為容易，可廣泛應(yīng)用于石油、天然氣管道的缺陷檢測當(dāng)中。管道缺陷檢測中，漏磁場分量的峰峰值、峰值間距可以作為特征量對管道缺陷尺寸進(jìn)行量化。目前，管道內(nèi)檢測技術(shù)在管道檢測工程領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，但依然存在漏磁內(nèi)檢測器的渦流效應(yīng)和磁滯時間、管道裂紋檢測、管道檢測盲區(qū)、管道缺陷的內(nèi)外壁判別等一些問題需要解決。

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（1.四川省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 ?610100;2.四川濱大閥門有限責(zé)任公司 ? 610036 ）