在用埋地钢质管道管体无损检测技术

道 泄漏 、爆 管是 直接危 害广 大居 民的恶性 事故 ，为 防止 事故 的发生 ，需 要 尽 快建 立 先 进 可靠 的检 测 、 监测 制度和 技术力 量 。如能定 期对在 用管 道进行 无 损诊 断 ，则 可科学 地制定 清垢 、防腐 、维修 及更换 危 险管段 的措施 ，防患于未 然 ，避免严 重泄 漏爆 管
表１
种 类
埋地钢质 管道 在工业 生产 和工业 运输 中得 到 了 广泛使 用 。由于埋地 管道 具有 泄漏甚 至爆 炸的潜 在 危险性 ，因而 无损检 测技术 在确 保埋地 管道 运行 的 安全性 中扮演 了重要 的角 色 。
目前 ，我 国炼 油 、化 工 、电力 、石 油 、供 热 、 供 水等行 业 生 产 管 道 和 市 政 在 用 管 线 总 长 度 超 过 ５ ０万 ｋ ｍ，其 中大 部 分 管 线 使 用 年 限 已在 １ ０～２ ０
没 缺 时 管 有 陷 壁
缺 有 陷 管 嚏 缺 时 聩
漏磁 检测数 据 。检 测后 期通过 专用数 据分析 软件对 检测数 据进 行分析 处理 ，形成 最终 的检测报 告 。检 测报 告为管 道业 主提供 管道 上检测 到 的缺 陷及其距 最 近参 考点 的距离 、周 向位置 、距上 下游环 焊缝 的 位 置 、缺 陷 的深度 和轴 向长度等 信息 。 目前 ，漏磁 通检测 技 术 被 广 泛 地 应 用 在 长 输 管 道 、炼 油 厂 管 网 、城 市管 网和海 底管线 的检测 上 。 由于漏磁信 号 和缺 陷之 间是 非线 性关 系 ，管壁 的受损情 况需 通过 检测信 号 间接 推断 出来 ，因此其 检 测精度 相对 于超声 波检 测法较 低 。同时 由于在测
左 延 田 ，男 ，１８ 生 ，硕 士 ，工 程 师 。上 海 市 ，２０ ６ 。 ９ ０年 ００ ２
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１２ 漏磁 通检测 技术 ．
在 用埋 地钢 质管道 管体无损 检测技 术
漏磁 式管道 腐蚀检 测设备 的工作 原理 是利用 自 身 携带 的磁铁 ，在管壁 圆周上产 生 一个纵 向磁 回路
场 。如果 管 壁 没 有 缺 陷 ，则 磁 力 线 封 闭 于管 壁 之 内 ，均匀分 布 。如果管 内壁或外 壁有 缺陷 ，则 磁通 路 变窄 ，磁力线发 生变形 ，部分 磁力线将 穿 出管壁
产 生漏磁 （ ａｎｔ ｕ ａａｅ ｍ ｇ ｅ ｃｆ ｘｌ ｋｇ ，ＭＦ ）。漏 磁检 测 ｉｌ ｅ Ｌ 原理 如 图 １ 示 。 所
日 — 观测点 的磁 场强度 ，Ａ ｍ； — ／
— —
漏磁 区域轴 向长度 ，Ｉ。 ｌ ｌ
依据 上述不 难得 出结论 ：对 于位于管 内壁 的检 测 探头来说 ，管 内壁 和外 壁缺 陷引起 的漏磁场 都可
以检测到 。探 头线 圈产生 的电动势 为
＝ 一
Ｖ ～Ｎ Ｓ …
ｓ ． ０
模拟 的 电信 号经过 滤波 、放大 、模数转 换 ，被 转换 成数字 信号 ，按照 一定结 构进行 组织便 形成 了
的是 ，我 国石油开采 行业 内 ， 的油 井 已进入 含 水 有 量高 、含盐量 高 、原 油稠 度高 、高温 注水 的开发 阶
管壁减薄 、破裂 管壁厚度 、变形等 管壁减薄、破裂 、麻点等 管内腐蚀 、变形
管壁 减 薄 、破 裂 、麻 点 等
激 光 检 测
磁 化 涡 流 检 测
时产 生 的不 同波形 ，从 而更好 地监测 管 道的运行 。
１ 检测技 术
埋地 钢质管 道管体 的无 损检测 ，主要 就是 管体 的完 整性 （ 剩 余 壁 厚 、 道 缺 陷 、 面腐 蚀 形 态 、 如 管 表 腐 蚀产物 类 型 、 蚀 深 度 等 ） 测 。根 据 当前 的实 腐 检
《 工装备技 术 》 ３ 化 第 １卷 第 ６期 ２ １ ０ ０年
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在 用 埋地 钢 质 管 道 管体 无损检 测技 术督 检 验 技 术 研 究 院 ） 上
摘
要
论 述 了用 于埋地 管道 管体检 测 的无损检 测技 术 ，并分析 了其优 缺点 和使 用 目的 。这
些无损 检测技 术 包括 弹性 波检 测、 漏磁 通检 测 、超 声检 测 、 电磁超 声检 测 、涡流检 测 、激 光
检 测 以及近年 来 兴起 的 管道机 器人检 测 。
关键 词 埋地 管道
０ 前 言
钢质 管体
无损检 测 超 声检 测 漏磁通检 测 激光检 测
际情 况 和检测技 术 的发展 ，本文重 点探讨 弹性 波检 测 、漏磁 通检测 、超声 检测 、电磁 超声检 测 、涡流 检测 、激 光检 测 以及 近 年来 兴 起 的 管 道 机 器人 检 测 。表 １ 出 了 目前常用 的管道 检测技 术及 其检测 列 内容 。
段 ，因而集输 管线 腐蚀严 重 ，不少 输 油管 线 已处 于
频 繁修补 的状 态 。因此 ，石 油储运 行业 迫切需 要无
远 距 离 扫 面 涡 流检 测 电 磁 超声 检 测 Ｘ ＇射 线 检 测 ／， ／
管 内外减薄
管 壁厚 度
损 探伤检测 新技术 和综 合检 测技术 。市政 天然 气管
年 以上 ，已到事故 发生 几率 高峰期 。由 于工业 的快
管道 检测技 术 分类
检 测 内容
Ⅳ 摄像机 ，照相机
弹性 波 检 测 漏 磁 通 检 测 超 声 波 检 测
涡 流 检 测
管道腐蚀、堆积 、污染等
管道 破 裂
速发展 ，每 年还新 建管 网数千 公里 。特别需 要指 出
事故 。
管道焊缝
１ １ 弹性 波检 测技术 ． 弹性 波检测 是利用 管道 泄漏 引起 的管 道 内压 力 波 的变化来 进行诊 断定 位 ，一 般可分 为声 波 、负 压
力波 和压力 波三种 。其 主要工作 原理是 利用 安置好 的传感 器来 检测 管道泄 漏时产生 的弹性 波并 进行探 测 定位 。这种 技术 的关键 是 区分 正常操 作 时和发生 泄 漏时 的弹性 波 。 目前有 两种方 法 ，一 种是利用 硬 件 电路 的延时来 进行信 号过 滤 ，另一种 是结合结 构 模式 识别 和神 经 网络来 区分 正常操 作时 和发生事 故