长输管道内腐蚀外检测技术在检验中的研究与应用
李景昌 刘少鹏 王鑫 陈良 李新鹏
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李景昌 刘少鹏 王鑫 陈良 李新鹏,. 长输管道内腐蚀外检测技术在检验中的研究与应用[J]. 装备技术研究,2023.6. DOI:10.12721/ccn.2023.157260.
摘要: 近年来,随着油气长输管道的发展,全国各地约有15万公里长输管道在使用,由天然气泄漏引发的事故越来越多。为了确保长输管道的安全可靠运行,有必要对其进行及时检查。在影响长输管道安全运行的因素中,腐蚀是首要因素。长输天然气管道常用的内腐蚀检测方法是内腐蚀检测。然而,由于内腐蚀检测成本高,以及管道设计和安装的某些要求,全国只有约70%的管道可以在线检测,其余管道只能根据管道的内腐蚀和外部检测技术检测内腐蚀缺陷。
关键词: 长输管道;内腐蚀外检测技术;检验;应用
DOI:10.12721/ccn.2023.157260
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1长输管道防腐的重要性
天然气远距离运送的关键方法是管道,那也是最安全的运输方式。然而,近些年天然气长输管道安全事故频发,其中最常见的是管道腐蚀,会造成风险难题:(1)天然气长输管道腐蚀后,腐蚀产生的产物会与管道里的天然气混和,造成天然气中杂质提升,天然气品质降低。(2)腐蚀严重时会发生天然气泄露,直接威胁天然气运输安全,甚至损害天然气公司的经济收益。(3)管道腐蚀导致天然气泄露,污染周边环境,对土壤不可逆。(4)天然气泄露后,遇用火很可能引起火灾或爆炸,严重时可能导致人员伤亡。长管道腐蚀后,杂质会粘附在管道内壁,加速管道的腐蚀速率。
2长输管道内检测工作原理
漏磁检验的工作原理是永磁体依据钢刷的磁引力使磁铁管壁的磁化饱和,与待测管壁产生等效电路。当管壁上有裂痕、焊疤等缺陷时,缺陷处会产生感应线圈线,产生管壁,产生漏磁。管壁完好时,磁场分布匀称,无漏磁。本发明根据收集漏磁数据,分析求解数据曲线信息,能够确定管道缺陷的种类、尺寸、位置和腐蚀水平。探测器一般选用水准轴连接的分段构造,便于弯头的圆满完成。励磁刷触碰管壁,完成永磁体、磁轭和管壁的合闭闭合电路。管道探测器整个设备的工作原理是通过在动力接头上安装一个略大于管道内径的橡胶碗来阻隔管道内气体和物质的流动,进而产生正推力。探测器的主探头能够捡取管壁缺陷处的漏磁信号。
3长输管道内检测实施技术
3.1选择缓蚀剂防腐
鉴于合理使用缓蚀剂可以提高长输管道的耐腐蚀性,必须做好技术研发工作。在实际应用中,根据具体情况选择缓蚀剂,包括咪唑啉、有机磷酸盐等。长输管道的维护是根据缓蚀剂完成的。这种方法在实践中得到了广泛应用,也是一种重要的防腐措施。它使用方便、成本低、效果好,因此具体应用范围不断提高。缓蚀剂技术的原理是在管道表面形成保护膜,或使用电化学和吸附理论。根据缓蚀剂的合理使用,缓蚀剂中的原子将按照离子键法与金属管壁产生保护膜,可以有效防止管道中的物质对管壁的侵蚀。特别是,必须根据具体条件选择缓蚀剂。实践表明,咪唑啉缓蚀剂在酸性环境中具有更显著的缓蚀效果。
3.2线路踏勘设标
清管检查前标记的关键应用是管道探测仪和手持GPS设备。标记设置必须在启动端和接收端进行。标志设置点应位于“三桩”周围,标志设置点间距不应超过1km,绕过弯道、高压线、列车轨道等影响较大的区域。跟踪点必须设置在唯一区域。点必须设置在人口密集区、水源区和河流灌溉渠的两侧。应使用手持GPS探测器测量并记录每个标记点的GPS坐标,以确保标记点位于管道上方。
3.3电化学防腐措施
电腐蚀在整个天然气长输管道的腐蚀中占据很大的比例。为了防止电腐蚀造成的管道恶变腐蚀,务必实施电腐蚀防护。为了管道防腐的实效性,能够选用牺牲负极保护阳极的方式,使被保护的金属管道始终处在被动情况,以防止电腐蚀。此外,能够选用相反的方式,即负极保护来保护阴极。那样就把被保护管道的金属做为均值电位,随后运用一些可行的方法在金属管道的其他位置生成防腐电池。目前,负极保护被广泛运用,它比阳极保护有更大的优势。它不但能够提升保护的长短,还能够提升整个保护的实效性。在一些简单安装中,能够在管道入口置放绝缘设备,以更好地保护负极电流。假如绝缘接头和防腐层之间断电,后期会毁坏,进而更好地保护管道。
3.4管道清管作业
清管器调试计划。管道清管遵循“由浅入深、安全稳定”的总体原则,根据清管器的清管能力由小到大依次发送,逐步清除管道中的杂质,清管频率不应小于6秒,避免清管时清管器一次清除管道中过多杂质。清管器根据:两个直四盘式卡钳清管器发送→钢刷清管器→双截面钢刷清管器→磁性清管器→双段磁性清管器→双段磁性清管器。具体发送的清管器数量根据现场清管效果确定。2、清管器发送和操作。在发送清管器之前,确认步骤和闸阀的开启。清管器已安装到位,关闭气缸盖,打开安全泄压阀和排气尾阀,启动空压机,缓慢关闭安全泄压阀,将清管器送出,注意清管器上气压表的变化,确保清管器送出成功。当清管器以2.0~5.0m/s的速度移动时,清管效果最理想。因此,清管器的工作压力为0.2~1.0MPa。如果堵塞,其工作压力可以增加,但较大的压力不应超过3.4MPa。由于管道清管具有一定的风险,在清管所有清管器时,有必要进行全线跟踪。原则上,全线的跟踪点设置在开球/接球端的起点和终点,跨越两侧和相关独特区域。较大的追踪间隔不得超过5km。清管器发出后,两组跟踪人员手持接收器,根据之前设置的跟踪点交叉跟踪清管器。
3.5光纤检漏系统
该方法需在管道附近沿管道并排铺设一条光纤,不断的向光纤中发射具有一定时间和功率的光脉冲。当油气管线发生泄漏时,泄漏出的高温高压石油和天然气会对附近的光纤施加作用力,使光纤发生弯曲和抖动,导致辐射模的增大或减小。同时,当油气管线附近有机械施工或人为破坏时,也会对光纤施加作用力,使光纤的损耗和输出光功率发生变化。利用这一特性,通过对光纤输出光功率频谱的分析,判定油气管线是否有泄漏等事件的发生。当光纤附近产生应力扰动时,将改变光纤的特性和损耗,通过对背向散射光功率随时间变化的测量,可以获得光纤上各点的损耗特征、障碍点位置和光纤长度,从而确定管道泄漏的位置。这类方法非常灵敏,对于小漏和缓慢泄漏均有较好的效果,但施工难度大、施工费用都较高。光纤检漏法适合检测天然气、油管道的泄漏。需要在管线敷设光缆,具有监测管线距离长,响应时间快、定位准的优点。
4结论
远距离管道运送在化工石油业中发挥着重要作用。腐蚀是油气管道最基本的缺点。如果没有及时发现和修补,很容易埋下隐患。管道投产之后发生油气泄露甚至爆炸等致命事故。近些年,随着智能信息技术的飞速发展,我国油气长输管道的建设和运行取得了长足的进步,油气长输管道里的漏磁检测技术也取得了长足的进步。长输管道应按时开展内部检验,以清楚掌握管道腐蚀情况,精确捕获管道缺点,获得准确数据,全面维护管道,减少管道运行维护成本,保证油气长输管道安全高效运行。
参考文献:
[1]刘海峰.国内油气长输管道检测技术的现状与发展趋势[J].天然气工业,2020,24(11):147-150.
[2]王良军.长输管道内检测数据比对国内外现状及发展趋势[J].油气储运,2020,34(3):233-236.
[3]马云修.漏磁检测技术在长输管道维护中的应用[J].石油化工腐蚀与防护,2020,29(1):45-50.
[4]刘欣.长输管道检测技术发展现状[J].石油工程建设,2020,39(3):4-6.

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