無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在天然氣管道中的運(yùn)用

張婭

摘 要：天然氣管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和人們的日常生活具有重要意義，但在其生產(chǎn)制造、運(yùn)行過(guò)程中卻會(huì)因?yàn)橹T多因素的影響而出現(xiàn)裂紋等缺陷或者結(jié)構(gòu)問(wèn)題。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以在不損壞天然氣結(jié)構(gòu)特性及維持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，對(duì)其內(nèi)外結(jié)構(gòu)缺陷做出全面的檢測(cè)和分析。磁粉無(wú)損檢測(cè)、射線無(wú)損檢測(cè)等作為目前最常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，會(huì)隨著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展而逐漸完善，從而擴(kuò)大無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，更好地維護(hù)天然氣管道的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：無(wú)損檢測(cè)技術(shù);天然氣管道;運(yùn)用

隨著我國(guó)天然氣資源開(kāi)發(fā)深度和力度的不斷加大，我國(guó)天然氣管道鋪設(shè)里程也呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。然而，由于天然氣管道數(shù)量較多，各地區(qū)的天然氣管道在運(yùn)行過(guò)程中面臨著不同的影響，在管道運(yùn)行中出現(xiàn)了腐蝕和失效問(wèn)題。

1無(wú)損檢測(cè)復(fù)評(píng)工作情況

在目前輸氣管道建設(shè)項(xiàng)目中，監(jiān)理單位為保證項(xiàng)目質(zhì)量、履行自身職責(zé)，會(huì)對(duì)部分焊口的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行核查，其中返修口、金口、死口、連頭口及三穿工程焊口進(jìn)行100%檢查審核，其余焊口隨機(jī)選取15%～20%左右進(jìn)行核查。但根據(jù)油氣管道工程建設(shè)項(xiàng)目多次飛行檢查情況，第三方無(wú)損檢測(cè)單位的管理和結(jié)果評(píng)定仍存在問(wèn)題，并不能完全滿足建設(shè)單位對(duì)管道質(zhì)量的要求。目前國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)西氣東輸公司在輸氣管道建設(shè)工程中已實(shí)施第四方無(wú)損檢測(cè)復(fù)評(píng)工作，組織行業(yè)內(nèi)具有突出無(wú)損檢測(cè)評(píng)定實(shí)力的單位開(kāi)展復(fù)評(píng)工作，對(duì)檢測(cè)單位的焊口無(wú)損檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行100%復(fù)核審查，保證管道焊接質(zhì)量。第四方復(fù)評(píng)單位開(kāi)展工作之前，核實(shí)第三方檢測(cè)單位使用的檢測(cè)工藝、人員、設(shè)備是否滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。在復(fù)評(píng)工作開(kāi)展時(shí)，保證與工程進(jìn)度相協(xié)調(diào)，其中三穿和其他不便于二次開(kāi)挖作業(yè)區(qū)域的工程，復(fù)評(píng)工作與無(wú)損檢測(cè)同步開(kāi)展，重點(diǎn)對(duì)工程無(wú)損檢測(cè)的底片及檢測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量和評(píng)判準(zhǔn)確性等內(nèi)容進(jìn)行審核。

對(duì)于無(wú)損檢測(cè)工作，結(jié)合第四方復(fù)評(píng)管理后，其主要工作流程為：（1）施工焊接機(jī)組完成焊接任務(wù)后向監(jiān)理發(fā)出檢測(cè)申請(qǐng);（2）監(jiān)理核查檢測(cè)申請(qǐng)，下達(dá)檢測(cè)指令至檢測(cè)單位;（3）檢測(cè)操作人員根據(jù)檢測(cè)指令，準(zhǔn)備相關(guān)檢測(cè)設(shè)備、器材和專(zhuān)用工藝卡，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)作業(yè)并詳細(xì)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù);（4）檢測(cè)評(píng)定人員對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)定，記錄缺陷類(lèi)型、數(shù)量等，判定焊口等級(jí)，將結(jié)果反饋至監(jiān)理;（5）監(jiān)理根據(jù)檢測(cè)反饋情況，要求焊接機(jī)組對(duì)不合格焊口進(jìn)行整改返修;（6）檢測(cè)單位將合格焊口的檢測(cè)資料提交復(fù)評(píng)人員審核;（7）復(fù)評(píng)人員對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行評(píng)定，將存疑焊口情況上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)工程建設(shè)項(xiàng)目部，由項(xiàng)目部組織參建單位完成整改工作;（8）由復(fù)評(píng)單位確認(rèn)存疑焊口整改閉合情況，并在工程試運(yùn)行投產(chǎn)之前完成全部復(fù)評(píng)工作。

2無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在天然氣管道中的作用

一般情況下，在天然氣的長(zhǎng)輸送管道投入運(yùn)行3年后，就需要使用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)管道整體進(jìn)行檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在天然氣管道內(nèi)的應(yīng)用能夠在不損壞天然氣管道的結(jié)構(gòu)性能及維持其正常運(yùn)輸狀態(tài)的基礎(chǔ)上，對(duì)天然氣管道的內(nèi)部和外部缺陷進(jìn)行全面的檢測(cè)，極大降低了天然氣管道的維護(hù)成本。此外，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的使用可以實(shí)時(shí)反饋天然氣管道的缺陷位置等信息，以便相關(guān)維護(hù)人員采取針對(duì)性的措施彌補(bǔ)天然氣管道的結(jié)構(gòu)缺陷，繼而提高天然氣管道的總體防護(hù)能力。因此，天然氣輸送環(huán)節(jié)的安全性就得到了較大的保障，極大地降低了因?yàn)樘烊粴夤艿栏g原因而造成的泄漏甚至是爆炸事故發(fā)生的概率。

3無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在天然氣管道中的實(shí)際應(yīng)用

3.1磁粉無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

該項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是借助鐵磁性材料在磁場(chǎng)環(huán)境中被磁化后會(huì)在管道的表面缺陷位置產(chǎn)生磁漏，以此為基礎(chǔ)對(duì)管道內(nèi)部開(kāi)展探傷處理。簡(jiǎn)而言之，就是將鐵磁型材料放置在N極和S極之間，其周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生相應(yīng)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(huì)呈現(xiàn)相互平行的狀態(tài)。相反的，如果天然氣管道內(nèi)部存在裂痕或氣孔等缺陷問(wèn)題，磁力線粒子在穿過(guò)這一位置時(shí)就會(huì)發(fā)生改變。分析通過(guò)磁力線發(fā)生改變的位置可以有效確定管道缺陷的具體位置。該項(xiàng)技術(shù)目前主要應(yīng)用在天然氣壓力管道焊縫的無(wú)損檢測(cè)中，其主要的檢測(cè)儀器是便攜式的磁軛探傷儀。

3.2電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)

天然氣管道在運(yùn)行的過(guò)程中，除了因?yàn)楦g等原因產(chǎn)生管道結(jié)構(gòu)缺陷，在制造和焊接的環(huán)節(jié)中也會(huì)產(chǎn)生裂紋缺陷。電磁超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)天然氣管道的裂紋缺陷檢測(cè)具有十分良好的效果，該方式基于電動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)。首先，在導(dǎo)電金屬的表面上放置激勵(lì)線圈，線圈會(huì)因?yàn)樽陨淼慕蛔兇艌?chǎng)對(duì)金屬產(chǎn)生作用，并在其表面層內(nèi)感應(yīng)出渦流。其次，渦流可以和位于試件上的另一處恒定外磁場(chǎng)產(chǎn)生相互作用，最終產(chǎn)生與渦流頻率完全一致的超聲波。上述過(guò)程的逆轉(zhuǎn)便是超聲波的接收過(guò)程。電磁超聲無(wú)損檢測(cè)設(shè)施主要包括電磁超聲換能器、激勵(lì)和接收裝置三個(gè)組成部分。該項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)可以根據(jù)換能器線圈形狀和布置方面的差異，靈活地產(chǎn)生包含水平剪切波、表面波等的各類(lèi)模型。該項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)方式的顯著優(yōu)勢(shì)之一是檢測(cè)速度較快，在管道中激發(fā)的超聲波可以在短時(shí)間內(nèi)圍繞試件傳播幾周甚至十幾周，顯著縮短了整體檢測(cè)工作所需要花費(fèi)的時(shí)間。而且使用該項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)鋼管縱向缺陷時(shí)，不需要旋轉(zhuǎn)探頭和工件。除此之外，該項(xiàng)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)所用設(shè)施機(jī)械結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。但是該技術(shù)的轉(zhuǎn)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(fā)展。

4天然氣管道在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在世界上的地位不斷提高，我國(guó)科技不斷進(jìn)步，在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展速度不斷提高。我國(guó)渦流檢測(cè)技術(shù)和電磁檢測(cè)技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，甚至處于世界領(lǐng)先地位。隨著射線探傷和超聲波探傷技術(shù)的不斷進(jìn)步，生產(chǎn)和研發(fā)的不斷深入，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家在質(zhì)量檢驗(yàn)方面的差距不斷縮小;無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)已處于世界領(lǐng)先地位。其未來(lái)發(fā)展應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手：

4.1促進(jìn)在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的多樣化和檢測(cè)能力的增長(zhǎng)

目前，我國(guó)在應(yīng)用在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行天然氣管道檢測(cè)的過(guò)程中，損傷類(lèi)型的識(shí)別相對(duì)狹窄。一種檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用只檢查相應(yīng)部位的缺陷，其他部位漏檢的概率較大。為了促進(jìn)在線無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的多樣化，提高檢測(cè)能力，國(guó)內(nèi)外研究人員進(jìn)行了不懈的探索和研究，三軸高清漏磁檢測(cè)技術(shù)在檢測(cè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。另外，混合檢測(cè)技術(shù)也在發(fā)展中，可以將這兩種檢測(cè)技術(shù)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，最大限度的提升檢測(cè)能力和檢測(cè)效果。

4.2天然氣管道裂縫研究

應(yīng)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(jiàn)的裂紋類(lèi)型。在實(shí)際應(yīng)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(kuò)展，造成管壁開(kāi)裂，很難檢測(cè)出管道裂縫，因此必須依靠不同的檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)裂縫，而且每種檢測(cè)方法都有其局限性。目前，還沒(méi)有合適的管道裂紋檢測(cè)方法

5結(jié)論

在天然氣長(zhǎng)輸管道無(wú)損檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)操作及結(jié)果評(píng)定過(guò)程中仍存在檢測(cè)人員能力水平不過(guò)硬、質(zhì)量安全責(zé)任意識(shí)淡薄、過(guò)程監(jiān)管不到位等問(wèn)題。為保障我國(guó)管道網(wǎng)絡(luò)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，仍需在管道工程建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中，繼續(xù)增強(qiáng)對(duì)管道檢測(cè)質(zhì)量的控制，確保無(wú)損檢測(cè)評(píng)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉金生.工程項(xiàng)目的無(wú)損檢測(cè)管理[J].工程技術(shù)，2012（04）：84-86.

[2]曹軍峰，劉光明.油氣長(zhǎng)輸管道無(wú)損檢測(cè)監(jiān)理及焊接質(zhì)量控制[J].發(fā)展與創(chuàng)新，2019（13）：217-218.

[3]雷凱元.天然氣常熟管道焊接質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)研究[J].檢驗(yàn)檢測(cè)，2020（03）：54-55.

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

[5]李健，郝星，廣芮妤.無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在天然氣管道的運(yùn)用發(fā)展現(xiàn)狀和作用[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2020，40（1）：62-63+66.