油氣長(zhǎng)輸管道作為一種輸送設(shè)備被廣泛應(yīng)用于石油、石化和化工等行業(yè)。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，部分管道在設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行管理中的問(wèn)題逐漸暴露，致使管道事故時(shí)有發(fā)生，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全、社會(huì)穩(wěn)定和工業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成威脅。

同時(shí)，未來(lái)二十年，我國(guó)將進(jìn)入埋地管道建設(shè)和發(fā)展的高峰期。如何發(fā)現(xiàn)管道缺陷，提高檢測(cè)水平，在埋地管道的制造、安裝和使用等不同階段采用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)十分重要。

管道的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)及特點(diǎn)

埋地管道元件

壓力管道由各種元件安裝而成，包括管子、管道、法蘭、閥門、膨脹節(jié)、波紋管、密封元件及特種元件，材質(zhì)分為金屬和非金屬兩大類。

鋼管

埋地管道用管材包括無(wú)縫鋼管和焊接鋼管。無(wú)縫鋼管采用液浸法或接觸法超聲波檢測(cè)，主要發(fā)現(xiàn)縱向缺陷。液浸法使用線聚焦或點(diǎn)聚焦灘頭，接觸法使用與鋼管表面吻合良好的斜探頭或聚焦斜探頭。所有類型的金屬管材都可采用渦流方法來(lái)檢測(cè)它們的表面和近表面缺陷。焊接管又分螺旋和直縫焊接鋼管，焊縫采用****射線檢測(cè)，通常采用X射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)技術(shù)。

鍛制管件

鍛制管件主要包括法蘭、三通、變徑管、管道承插座、灘頭、彎管和封頭等，其制造應(yīng)符合GB/T19326-2003等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。通常采用超聲波方法來(lái)檢測(cè)鍛件中的危害性冶金缺陷。一般采用縱波直探頭對(duì)加工過(guò)程中的實(shí)心鍛件進(jìn)行檢測(cè)，采用橫波斜探頭對(duì)內(nèi)外徑之比<80%的環(huán)形或筒形鍛件進(jìn)行周向檢測(cè)。

鋼棒材

鋼棒材主要用于鍛件和螺栓的制造。對(duì)于直徑>50mm的鋼螺栓件，需要采用超聲來(lái)檢測(cè)螺栓桿內(nèi)存在的冶金缺陷。超聲檢測(cè)采用單晶或雙晶直探頭的縱波檢測(cè)方法。

非金屬附件

管道附件的非金屬鑲裝件、填料和密封墊應(yīng)根據(jù)管道輸送的介質(zhì)，進(jìn)行相應(yīng)的介質(zhì)耐腐蝕性和耐溫等檢測(cè)。

埋地管道安裝過(guò)程

管道安裝過(guò)程中的焊接施工是管道建設(shè)中*主要的環(huán)節(jié)之一。隨著目前油氣輸送管道綱級(jí)、口徑、壁厚和輸送壓力的增高，管道焊接施工難度加大，對(duì)管道對(duì)接環(huán)焊縫的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)要求也更嚴(yán)格。通常執(zhí)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是SY/T 4109—2005和SY/T0327—2003，是按照管線工作壓力、通過(guò)的區(qū)段或環(huán)境，要求采用一定比例的超聲波檢測(cè)和X射線檢測(cè)。對(duì)于穿越地段，要求對(duì)接環(huán)焊縫必須進(jìn)行****超聲波檢測(cè)和X射線檢測(cè)。目前對(duì)管道自動(dòng)焊主要采用相控陣或多通道超聲波檢測(cè)。

在線埋地管道

對(duì)在線埋地管道進(jìn)行檢測(cè)的主要目的是評(píng)價(jià)管道本體的結(jié)構(gòu)完整性，檢測(cè)內(nèi)容包括位置走向勘測(cè)、腐蝕評(píng)價(jià)、泄漏檢測(cè)和缺陷檢測(cè)技術(shù)四大方面。根據(jù)其特點(diǎn)，檢測(cè)技術(shù)又可分為內(nèi)檢測(cè)和外檢測(cè)兩大類。內(nèi)檢測(cè)技術(shù)主要采用管道內(nèi)部爬行器和智能管道機(jī)器人；外檢測(cè)技術(shù)根據(jù)是否需要與管體直接接觸，分為開(kāi)挖檢測(cè)和非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)。

非開(kāi)挖檢測(cè)技術(shù)

管道內(nèi)部機(jī)器人檢測(cè)技術(shù)

管道內(nèi)部機(jī)器人（即管道機(jī)器人）在管道檢測(cè)中得到較為廣泛的運(yùn)用。目前，美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)和德國(guó)等已開(kāi)發(fā)出了管道機(jī)器人樣機(jī)，并在檢測(cè)中得到成功應(yīng)用。管道機(jī)器人是一種可在管道內(nèi)行走的機(jī)器，可以攜帶一種或多種傳感器，在操作人員的遠(yuǎn)端控制下進(jìn)行一系列檢測(cè)作業(yè)。

一個(gè)完整的管道檢測(cè)機(jī)器人包括移動(dòng)載體、視覺(jué)系統(tǒng)、信號(hào)傳誦系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。管道機(jī)器人的主要工作方式為在視覺(jué)、位姿等傳感器的引導(dǎo)下，對(duì)管道環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，接近檢測(cè)目標(biāo)，利用超聲波、漏磁通和渦流傳感器等進(jìn)行信息檢測(cè)和識(shí)別，自動(dòng)完成檢測(cè)任務(wù)。

其核心組成為管道環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)（視覺(jué)系統(tǒng)）和移動(dòng)載體。目前國(guó)外的管道機(jī)器人不僅能夠進(jìn)行管道檢測(cè)，還具有管道維護(hù)與維修等功能，是綜合的管道檢測(cè)維修系統(tǒng)。

漏磁通檢測(cè)技術(shù)漏磁通檢測(cè)（MFL）

主要用于檢測(cè)管道的腐蝕缺陷，提供管道上所有缺陷和管件的里程、距*近參考點(diǎn)的距離、周向位置、距上下游環(huán)焊縫的位置，缺陷的深度和軸向長(zhǎng)度等信息。目前，它被廣泛地應(yīng)用在長(zhǎng)輸管道、煉油廠管網(wǎng)、城市管網(wǎng)和海底管線的檢測(cè)。

由于漏磁信號(hào)和缺陷之間是非線形關(guān)系，管壁的受損情況需通過(guò)檢測(cè)信號(hào)間推斷出來(lái)，其檢測(cè)精確相對(duì)于超聲波檢測(cè)法較低，適用于*小腐蝕深度為20%—30%壁厚的腐蝕狀況檢測(cè)。該方法要求傳感器與管壁緊密接觸，由于焊縫等因素的影響，管壁凸凹不平，使接觸要求有時(shí)難以難道。

同時(shí)由于在測(cè)量前必須將管壁磁化，因此漏磁通法僅適合薄管壁。但是保佑于其價(jià)格低廉，檢測(cè)精度能滿足我國(guó)大部分地區(qū)的要求，目前在我國(guó)使用較多。

渦流檢測(cè)技術(shù)渦流檢測(cè)技術(shù)

主要用于檢測(cè)管壁內(nèi)表面的裂紋、腐蝕減薄和點(diǎn)腐蝕等，是目前應(yīng)用較為廣泛的管道無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，分為常規(guī)、投射式和遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)。常規(guī)渦流檢測(cè)受集膚效應(yīng)的影響，只適合于檢測(cè)管道表面或近表面缺陷；透射式渦流檢測(cè)和遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)靈敏度。

遠(yuǎn)場(chǎng)渦流法具有便于自動(dòng)化檢測(cè)、檢測(cè)速度快、適合表面檢測(cè)、適用范圍廣、安全方便以及消耗物品少等特點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛的重視。由于溫度和探頭的提離效應(yīng)、裂紋深度以及傳感器的運(yùn)動(dòng)速度等均對(duì)渦流檢測(cè)信號(hào)有一定的影響，而且由于遠(yuǎn)場(chǎng)渦流很難由檢測(cè)信號(hào)直接確定缺陷種類，因此要考慮影響壓力管道渦流檢測(cè)信號(hào)的各種因素，才能取得較好的檢測(cè)效果。

超聲波檢測(cè)技術(shù)

超聲波檢測(cè)技術(shù)相對(duì)于漏磁通法而言，具有直接和定量化的特點(diǎn)，其數(shù)據(jù)損失可由相關(guān)的軟件補(bǔ)償，所以有較高的精度。但由于受超聲波波長(zhǎng)的限制，對(duì)薄壁管，同時(shí)對(duì)關(guān)內(nèi)的介質(zhì)要求較高。當(dāng)缺陷不規(guī)則時(shí)候，將出現(xiàn)多次反射回波，從而對(duì)信號(hào)的識(shí)別和缺陷信號(hào)的識(shí)別能力。

由于超聲波的傳導(dǎo)必須依靠液體介質(zhì)，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)含蠟高的油管線存在檢測(cè)局限。由于從發(fā)射器到管壁之間需要均相液體作為聲波傳播媒介，所以用于天然氣管道時(shí)，需要在一個(gè)液體段（通常為凝膠）的兩端運(yùn)行兩個(gè)常規(guī)清管器，超聲波檢測(cè)器放入液體段中運(yùn)行。