油气管道检测技术及防护探讨
李萌萌 党鹏
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李萌萌 党鹏,. 油气管道检测技术及防护探讨[J]. 天然气进展,2023.5. DOI:10.12721/ccn.2023.157044.
摘要: 管道运输是我国目前最主要的油气运输方式,但受油气本身物质特性的影响,再加上外界环境等因素影响,在油气管道运输过程中经常会发生各类问题。对此,应当要通过油气管道检测技术来及时有效地检测存在的问题,并采取相应的防护措施进行有效防护。
关键词: 油气管道;检测技术;防护措施
DOI:10.12721/ccn.2023.157044
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1 油气管道常规检测技术现状

国内对于管道的检测方法最初采用的是水压测试方法进行测试,这种方法只能检测出管道某一部分承受压力降低,并不能提供精准详细的管道内部信息,并且在测试过程中需要停止油气的运输工作,耽误工作效率的同时检测成本也会增加。目前利用检测器进行管道检测可以实现运输过程中管道的检测工作,具备较低的成本以及非常高的工作效率。管道的检测工作可以根据设备所在的不同位置进行管道外侧与管道内侧的检测方式。管道外部检测是指将检测设备放置在管道外部进行勘探检查,比如检查防腐层是否存在泄漏以及在水下埋深的情况等。内检测则是指将检测器放置在管道内部,通过管道中运输介质与检测器的皮碗装置形成差压,使检测器可以随着运输物质的流动产生运动,检测器通过感应探测装置对管道内部的信息进行扫描储存,并且通过计算机技术将所有信息数据进行分析,从而获得详细的管道内部情况,能够精确得知管道是否存在变形、腐蚀等缺陷。

2 常用的油气管道检测技术

2.1 射线检测技术

与其他检测技术相比,射线检测技术是一种更加先进的技术,其是通过放射射线来细致检测油气管道内的腐蚀局部,并经自动数据传输和解析将腐蚀情况显示在显示仪上。该方法的优势在于检测范围广、适用范围大、对管道内部缺陷非常敏感,而缺点则在于对平面缺陷的检测敏感度相对较低。再者,射线对人体危害性较大,因此在检测时还要做好防护措施。

2.2 超声检测技术

超声检测由探头发出超声波进入管道内,通过接收的回波判断缺陷状况。常规超声检测时需使用液体的耦合剂,石油可作为一种良好的耦合剂,因此该技术在液体油管道中得到广泛应用,将超声检测节搭载于管道机器人,对管径219mm的在役管道进行内检测。而对于天然气管道,由于无液体作为耦合剂,常规的超声内检测方法应用困难,需发展新的超声技术,如日本NKK公司的干耦合超声技术、电磁超声技术。相对其他检测技术,超声波具有更强的穿透性,可检测管道内外腐蚀缺陷的形状和体积、焊缝裂纹,具有检测速度快、精度高的优点,它的局限性在于要求被检表面光滑干净,缺陷判别依赖操作人员的经验。

2.3 磁漏检测技术

磁漏检测技术实现的基本原理是利用铁质材料油气管道具备的磁导率来对管道内的腐蚀部位进行确定,通常来看铁质管道拥有的磁导率都不会太低,但是管道内出现问题的部位具备的磁导率就会出现异常,采用该种方法来对油气管道进行检测十分地便利而用简单,对磁感器所呈现出来的数据进行分析就可以识别出油气管道是否已经产生了腐蚀,而且可以准确判断产生腐蚀部位的位置,采用该方法进行检测的优势在于它可以对整个油气管道的圆周进行完全的覆盖检测,不会受到管道内运输的介质制约,检测的成本也不高,特别适用于规模不大的油气管道。除此之外,磁漏检测技术具备的便利性以及较高的检测效率可以有效的保证油气管道的运行不会受到太大的影响,避免对自然生态环境进行破坏。

2.4 几何变形检测技术

几何变形检测技术多用于大型穿跨或跨越管道的检测,该类管道通常位于河流、湖泊、铁路、公路、村庄、农田等高后果区内,造成几何变形的原因一般是施工损伤、第三方损坏或者由于占压造成的不均匀沉降。该类检测器基于电磁感应原理,检测器外侧有一定数量排列规则的机械抓手或架子,检测器在管道内部行进的过程中,机械抓手与管壁产生摩擦,这时内壁的凹坑、椭圆度、内径等一系列数据的变化被记录到存储设备中,经过专业软件数据处理后,可确定管道缺陷。目前市场上通用的几何变形检测器可用于D10~D150的管径,在置信度为90%时,灵敏度为管径的0.5%~1.0%,精度为0.1%~1.0%,尤其适用于环焊缝处的褶皱和凹陷变形。欧阳熙等设计了一种新型的几何变形检测器,该检测器采用钛合金作为机械载体材料,最大程度地减轻了设备质量,采用高分子聚氨酯作为密封皮碗与检测皮碗的材料,具有良好的弹性、可压缩性及抗老化性;充分吸收了油管线和气管线常用的皮碗结构形式特点,对密封支撑皮碗的结构进行了重新设计,把油管道常用的蝶形皮碗第一道腰线角度开大,同时在腰线部位以上仿制成气管线常用的半球形皮碗,加大了与管壁的摩擦力,可同时适用于气液管线。在中缅管道上实施后,成功采集了大量的管道变形信息,尤其是穿跨或跨越管段,为管道更换提供了有利的技术支撑。

3 常用的油气管道防护方法

3.1 使用缓蚀剂防腐

通过在运输的油品当中添加上适量的缓蚀剂,能够避免其在管道运输过程中腐蚀管道。缓蚀剂本身价格低廉,所以这种管道防护方法的成本也很低。但是,缓蚀剂在使用过程中需要进行一系列复杂的工艺处理,并且还要进行大量的维护工作,这点是其应用中的缺陷。再者,不同的成分所需的缓蚀剂不同,而油品当中的不同成分又较多,因此在应用时往往还需采用多种缓蚀剂,比较麻烦。

3.2 选取恰当的油气管道防腐涂层

油气管道防腐涂层质量直接决定着其耐腐蚀性能,无论外部环境多么恶劣,防腐材料选取的科学合理,防腐施工质量满足设计要求,都会有效减轻或者防止油气管道主体受到腐蚀破坏。防腐涂层所起到的作用就是把管道和具有腐蚀性能的土壤进行完全的隔绝。当前,使用较多的防腐蚀材料有液体聚氯脂涂层材料、聚乙烯涂层材料等,为了达到有效的防腐效果,在实际的应用过程中,会采用上述几种材料的复合涂层。比如,三层的PE防腐技术就是比较常见的复合涂层,最外部的涂层材料采用的就是聚烯烃材料,而中层的涂层则应用是粘连剂,最底部的涂层采用的环氧粉末材料。这种复合形式的涂层材料可以应用于周围环境极为恶劣的区域,由于中间涂层采用的粘结剂具有极好的粘结性能,可以有效避免三个防腐涂层之间产生脱离现象,最底层的环氧粉末很强的耐腐蚀性能,最外部的聚烯烃材料可以很好地与外部周围环境进行绝缘,具有极好的抗渗特性以及抗压性能,但该种涂层材料的生产制造过程较为复杂。

3.3 油气管道检测器的选择

国内大部分的油气运输管道直径并不存在统一的情况,很多输油管道干支线的直径也并不是统一标准,因此在面对该问题时应当合理的选择检测器进行管道的检测工作。在检测时可以选择接触式检测器,该检测器可以通过改变检测壁的数量来进行不同直径管道的检测工作,能够有效解决各个管线直径不统一的问题。漏磁检测器的选择原理与几何变形检测器的选择原则类同,保障检测数据的精准度是最为重要的原则。

4 结束语

综上所述,随着科学技术的不断进步,会有更多的技术用来对油气管道的质量进行检测,就当前的发展趋势来看,多种检测手段的综合利用可以促进油气管道检测技术不断进步,已经有一些科研人员开始着手把超声波检测手段与磁漏检测技术等融合到一起,并制造出新型的检测装置,取得了很好的检测效果,所以,必须要加大对检测装置的研发力度,不断借鉴国外的成功经验,使我国的油气管道检测能力得到进一步提高。

参考文献:

[1]尹仲伟,郭彦崎.油气管道腐蚀的检测与修复技术探讨[J].全面腐蚀控制,2021,35(11):129-131.

[2]韩葵.油气管道腐蚀检测技术研究实践[J].石油化工建设,2021,43(05):102-103.

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