关于国外天然气管道检测技术现状及启示研究
董龙飞 孟祥宇 栾奕
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董龙飞 孟祥宇 栾奕 ,. 关于国外天然气管道检测技术现状及启示研究[J]. 天然气进展,20247. DOI:10.12721/ccn.2024.157065.
摘要: 随着我国天然气管道使用年限的增加,事故发生率也随之增加,如何对天然气管道进行高效检测已经成为化工企业最为关注的问题。通过实践应用研究发现,当前天然气管道检测技术主要有可视化检测、管道内壁金属检测、管道泄露检测以及在线检测技术等,在国外应用较为广泛,我国天然气管道检测技术起步较晚,本文重点研究了国外天然气管道检测技术现状,分析其技术适用性和发展方向。
关键词: 天然气管道;状态评价;国外检测技术;可视化检测;金属损失泄漏;在线监测
DOI:10.12721/ccn.2024.157065
基金资助:

一、我国天然气管道检测技术的现状 

根据当前对天然气管道使用年限的统计,使用年限低于十年的管道占比70%,使用年限在十年到二十年的占比12%,使用年限高于二十年的占比18%。所以,在未来的十年到三十年中,天然气管道就会步入衰老化阶段,在管道上发生事故的风险也会随之增多。如果管道事故发生频率增加,那么管道运输安全风险增多,如果管道更换的时间较久,那么对于成本的损耗就会越少,如果管道无法正常使用,就需要进行更换,这会迫使管道成本增多。所以,如图1所示显示消耗费用最少。因此,对于管道维修或者替换前,要对管道进行评估,准确计算出合适的时间修复以及替换能够节省最多的成本。检测数据的精准性是决定管道评估的重要标准。如图2所示如何选择检测设备。

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我国天然气管道检测技术发展较慢,当前管道检测技术主要是应用漏磁检测技术。相比来说,国外一些发达国家管道检测技术较为成熟,一些管道检测技术已经被广泛应用于各类油气管道安全管理工作中。因此,要对国外一些天然气管道检测技术进行分析,对其检测技术的适用性进行研究,目的是促进我国天然气管道检测技术的发展。

二、国外的天然气管道检测技术

近年来,随着天然气管道检测技术的发展,可以根据检测项目的不同,对检测技术进行分类,主要有可视化检测、管道内壁金属检测、管道泄露检测等

(一)、可视化检测技术

在国外一些城镇地区,很多天然气用户的管道都是老旧管道,材质主要为钢管,当前已被塑料管取代,塑料管主要使用PE管,管径一般在12.7mm,这种材质的配件利用焊接的方式进行连接,所以在管道内部常常会看见一些突出的焊接接头,这种焊接的方式会干扰管道检测,使得管径内径减少,所用的管道检测设备的大小与管道内径有直接联系,当设备较大时,无法对管道内部进行检测。一般对城镇居民的管道检测主要是检查腐蚀情况,所以需要使用清晰度较高的检查设备进行检测,这才能保证天然气管道安全运输。所以对于管道检测一般是使用内窥镜进行检测。通过内窥镜可以检查天然气管道内部的缺陷和腐蚀情况。图 3为 管道内窥镜产品实物图,视频镜头的直径较小,一般在10mm,长度在15m左右。

管道内窥镜检测技术的应有优势在于对于管径较小的管道能提高成像,还具有快速拍摄功能,可以进行高效操作。其缺点在于对于检测数据需要进行人工解释,这对人员的专业能力有所要求,并且对于检测的管道距离和管径也有要求。

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(二)、管壁金属损失检测

脉冲涡流检测技术主要用于非绝缘和绝缘钢管的外壁厚度的检查以及对于管道之外的腐蚀情况的检测,工作原理如图6所示,发射线圈产生矩形涡流,有一个正脉冲跟负脉冲组成一个循环,通过对接收器线圈进行统计,可以计算出磁反应场跟管壁一定距离的涡流强度,壁厚会受到涡流强度的影响,它可以利用一些信号特点与一些类似校准信号的反应时间来精准算出金属的大概厚度。监测的部件与磁场间的触碰所产生的区域就是壁厚的计算区域。参照壁厚、绝缘层厚度以及传感器尺寸,涵盖区域一般在25-150mm。

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脉冲涡流检测技术优点就是:结构相对密集,能够远程操纵进行检测,不用去除绝缘层也能够测量,而且还能够应用到海底输气管道。脉冲涡流检测技术缺点就是,需要相关人员对于数据进行解析;结果容易受到外部环境因素干扰,比如温度、湿度等;设备仪器所占用位置就会阻碍部分钢管损失的面积,并且必须是适合的传感探头。

(三)、管道泄漏检测

对于地表下的设施一般采取探地雷达,如图5显示工作原理是应用工业天然气的雷达,探地雷达会对于电磁脉冲波的信号传输到地表下边,脉冲波在被管道阻挡以后反射回来由接收天线接收信号,不仅如此,燃气管道的泄露也是能够由探地雷达发现问题的。当发现危险时候,在管道之上的周围土壤会发生细微的变化,随之而来的变化比如:土壤孔隙率和饱和含水率以及泄漏率都会随时发生改变。探地雷达相对于土壤的温度的改变比较敏锐的,它会对于土壤产生的微妙的改变做出相应的信号,比如土壤变得松软干燥情况下,就是发出四个不同信号的改变:土壤导电率的降低很大程度会提升雷达信号的强度;土壤导电率的下降会增大管道对于信号的反射强弱;土壤中的水含量的减少会减少介电性能,就会减少脉冲的反射速率;管道泄漏后,管道以上的土壤波速就及时的改变。

探地雷达技术的优点就是:能够对于所有材料的管道适用;管道检测时间大大提升;不需要人工开采管道,更不用触碰管道。缺点就是:对于不同土壤检测结果受到一定程度影响;对于数据需要相关人员进行讲解。

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三、结语及启示  

通过对国外一些先进的天然气管道检测技术的应用分析。当前国外检测技术主要是针对一些管道的腐蚀、缺陷、管壁金属损失、管道泄露等多种情况进行检测,国外的一些检测技术较为智能化,可以高效快速的检测出管道内部存在的问题,检测设备一般以机器人为核心,在配合应用一些理论实践,利用声学、涡流学共同配合进行检测,同时还会采用一些先进的传感技术,所以管道检测技术要向着多元化、综合性的方向发展,要融合多种数据检测。当前国外的天然气检测技术一般只能对育小口径的管道进行检测,这种较为适用于城镇地区,对于大口径的管道检测较为局限。这主要对于设备的尺寸有一定要求,因此提高检测装置的适用性是非常必要的。国外天然气管道检测技术在我国的应用难点,在于我国对于管道检测技术没有形成完善的管理措施,对于很多检测数据还需要人工解释,这需要我国相关部门进行技术培训。对于一些检测报告不能及时输出,这会为管道安全运输留下隐患。所以检测技术需要往自动解读数据的方向发展,利用机器识别管道内部存在的安全隐患,对于管道的腐蚀参数、缺陷情况进行解释,提供可靠的管道检测报告。促进检测技术的发展,目的是将检测技术更好地应用于天然气管道运输中。想要更好的应用天然气管道检测技术,需要配备完整性管理平台进行智能化管理。

参考文献

[1] 李育忠;郑宏丽;贾世民;刘全利;邓凯夫;张金权;;国内外油气管道检测监测技术发展现状[J];石油科技论坛;2012年02期

[2] 于示;延伟;邹燕;陈磊;利用信息技术建设管道检测数据管理平台[J];石油工业技术监督;2009年07期

[3] 张江江;黄鹏;高淑红;刘冀宁;张志宏;;超声C扫描检测技术在塔河油田管道检测中的应用与评价[J];化工自动化及仪表;2013年11期

[4] 马学刚;刘明;李斌;南敬茹;高强;;国内外油气站场管道检测标准差异分析[J];全面腐蚀控制;2014年02期

[5] 杜金阳;范香;卜文海;油气管道检测技术现状和发展趋势[J];中国石油和化工标准与质量;2011年12期