石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状

石油管道内缺陷无损检测技术的研究现
状
摘要：石油管道是我国石油运输的主要方式，在其运行过程中会产生大量的内缺陷，如磨损、腐蚀、结垢等，若不及时发现并进行处理，将会对石油管道安全运行造成极大危害。

石油管道内缺陷无损检测技术是一种集多种先进技术于一体的综合技术，包括激光扫描成像技术、超声波检测技术、红外热像技术和X射线检测技术等。

本文通过对石油管道内缺陷无损检测技术进行了研究与剖析，旨在为石油管道内缺陷的有效检测提供一定的借鉴与参考。

关键词：石油管道；内缺陷；无损检测技术
引言：石油管道的结构决定了石油管道在运行过程中要承受介质的腐蚀、磨损和摩擦等作用，由于环境的复杂性和管道结构的特殊性，石油管道中会产生缺陷，如果这些缺陷得不到有效的检测和维护，就会给石油管道造成极大的危害，甚至引发安全事故。

无损检测技术是指不损伤石油管道或在无损条件下对油气输送管道进行检测，通过检测获得输油（气）管线内壁腐蚀、磨损、裂纹等缺陷信息，进而发现潜在的问题，确保输送介质安全、顺利地运行。

一、石油管道内缺陷无损检测技术的价值
第一，质量评定。

无损检测技术可以相对准确地明确设备故障点。

在进行检测工作时，主要是检测物体表面或内部的缺陷点，之后评定物体成分与化学原理等，有效管控产品质量与技术品质，促使生产工艺与具体要求相适应，为产品品质提升提供坚实基础[1]。

第二，寿命评定。

寿命一般与物体的使用时长有直接关系，寿命评定就是利用无损检测技术对被测物体的安全性进行分析，也就是对被测物体能够使用的最长时长进行预测，同时通过检测确定被测物体哪些地方存在不足，以便在后期的使用中采取有效的方法延长使用期限，针对被测物的故障进行检测，及时修复，保证设备的正常运行。

二、石油管道内缺陷无损检测技术
1.激光扫描成像技术
激光扫描成像技术是一种非接触式的无损检测技术，它的主要工作原理是通过激光的照射，对被测物体进行扫描，从而得到被测物体内部的三维信息，并通过计算机对采集到的数据进行分析和处理，从而获取被测物体内部的缺陷信息。

激光扫描成像技术主要用于石油管道内壁缺陷检测中。

激光扫描成像技术是基于反射式成像原理，通过采集并分析反射光的强度来判断管道是否存在内缺陷。

反射式成像技术分为三种：一是以激光作为光源；二是以激光作为移动速度较慢的机械扫描装置；三是以激光作为光源，通过机械运动来实现对管道内壁的扫描成像。

该技术已在多个行业得到了广泛应用，如管道检测、石油化工设备维修、压力容器检测等。

国外目前常用的管道内缺陷检测方法有超声成像、磁粉探伤和超声波检测。

超声波成像技术具有非接触性检测和成像效果好等优点，但由于超声波在水中的传播速度远小于空气中，所以其缺陷定位能力较差。

磁粉探伤技术可实现对管道内壁缺陷的探测和定位，但对缺陷形状的分辨能力较差。

超声波检测技术具有检测速度快、成本低、效率高等优点，但对于管道内壁缺陷位置识别能力较弱。

超声波检测技术常与X射线检测技术结合使用，其在管道内壁缺陷检测中应用较为广泛，且对管道内壁缺陷的定位准确性较高[2]。

激光扫描成像技术具有操作简单、非接触性、高效性等优点，但由于该技术主要用于石油管道内壁的三维图像采集和分析，因此其在石油管道内壁缺陷检测中应用较少。

2.超声波检测技术
超声波检测技术是一种通过超声波在管道内壁产生反射，并通过探测反射波的频率变化，判断管道内壁是否存在缺陷的检测方法。

超声波在介质中传播时会受到介质、管道材质、壁厚、结构尺寸等因素的影响，其传播速度及衰减情况也会有所变化，因此超声波在管道内壁中的传播规律与其在空气中传播的规律存在一定差异。

通过对超声波在管道内壁中的反射频率和传播速度进行分析，可以得到管道内壁中存在的缺陷位置及尺寸。

超声波检测技术可以根据声波的反射特征来判断管道内壁是否存在缺陷，但
由于其检测原理为“一次波”，即通过多次反射来检测缺陷，因此对于管径较大、壁厚较厚的管道来说，其检测效率较低。

此外，超声波检测技术也无法实现对缺
陷位置进行定位。

近年来，随着超声波成像技术的不断发展和成熟，超声波检测技术也得到了
一定程度的发展。

通过对超声波信号进行处理和分析，可以得到管道内壁的三维
图像。

针对超声成像技术所存在的不足之处，如图像分辨率较低、图像分辨率与
缺陷尺寸不匹配等问题，人们已在超声成像技术基础上发展出了超声成像和超声
荧光成像等多种无损检测技术。

相比于其他两种方法，超声成像技术具有更高的
分辨率和更广的检测范围。

3.红外热像技术
红外热像技术是利用物体本身产生的红外辐射，通过测量目标表面的红外辐
射能量分布，在红外探测器上获得物体表面的温度分布图，通过图像处理技术分
析目标表面温度分布和特征，从而判断其内部缺陷和状态。

由于热红外辐射具有
非接触、非接触性等特点，使其在石油管道缺陷检测中得到广泛应用。

红外热像技术可以实时显示管道内壁温度分布情况，并可对其进行成像。

在
进行管道内缺陷检测时，可通过对管道内壁温度变化的监测，判断管道是否存在
缺陷以及缺陷的类型、尺寸和深度等信息。

如果温度分布不均匀或有温度异常点，则可确定缺陷的存在。

但是，由于石油管道具有较大的工作压力和较高的运行温度，在进行红外热
像技术检测时需要满足一定条件，如使用高压电源、合适的传感器和正确的测量
方法等，因此该技术仅适用于在正常情况下运行的油气管道。

4.X射线检测技术
X射线检测技术是一种被广泛应用的无损检测技术，其基本原理是利用X射
线穿过材料后引起的散射、吸收和散射等效应，实现对材料内部缺陷的检测。

由
于X射线检测不会对材料造成破坏，因此在对管道进行检测时，可以避免直接通
过焊缝处进行探伤。

该技术是利用放射性物质发出的荧光信号来反映管道中缺陷的存在，通过在
管道中放置放射性物质，然后利用探测器将其采集到的荧光信号进行放大处理，
最后将其转换为图像，从而实现对管道中缺陷的识别和定位。

通过在管道内放置
感光材料来获取管道内部结构和缺陷图像信息，并将其转换为数字图像后传送给
计算机系统。

由于感光材料具有吸收和散射物质的特性，因此在X射线照相检测
时会受到这些物质的影响[3]。

通过对这些影响因素进行处理，可以将X射线照相
检测技术应用于管道内缺陷的识别与定位。

该技术是利用荧光物质中特定元素与
射线发生反应来获取管道内缺陷的图像信息。

由于X射线荧光光谱检测具有灵敏
度高、不受介质影响等优点，因此可对管道中的多种缺陷进行检测。

该技术是在
X射线照相检测技术基础上发展起来的一种新型无损检测技术，其可用于对管道
中多种缺陷进行三维重建和定量成像等。

结论与展望
随着我国石油管道建设的快速发展，管道内缺陷检测技术得到了很大提高，
但仍存在诸多问题。

在未来，管道内缺陷检测技术将朝着以下方向发展：（1）
从检测对象上来看，将重点关注管道运行中出现的磨损、腐蚀、结垢等情况，以
及管道外部环境变化所造成的影响；（2）从检测工艺上来看，将重点关注管道
内缺陷的在线检测和定位、缺陷的自动识别与定位以及缺陷的定量与定量分析等
方面；（3）从技术发展角度来看，将重点关注管道无损检测技术与大数据技术、人工智能技术以及大数据分析等方面的结合。

相信在不久的将来，我国石油管道
内缺陷无损检测技术将取得巨大进步，为保障石油管道安全运行提供可靠保障。

参考文献：
[1]麻国栋.石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状[J].分析与检
测,2019(10)：81.
[2]汪永康.石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状[J].腐蚀与防护,2018（4）：929-934.
[3]韦迪.石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状[J].清洗世界,2023（3）：79-81.。