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管道内检测技术详解

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管道内检测技术是将各种无损检测(NDT)设备加在岛清管器(PIG)上,将原来用作清扫的非智能改为有信息采集、处理、存储等功能的智能型管道缺陷检测器(SMART PIG),通过清管器在管道内的运动,达到检测管道缺陷的目的。早在1965年美国Tuboscopc公司就已将漏磁通(MFL)无损检测(NDT)技术成功地应用于油气长输管道的内检测,紧接着其他的无损内检测技术也相继产生,并在尝试中发现其广泛的应用前景。

目前国外较有名的监测公司由美国的Tuboscopc GE PII、英国的British Gas、德国的Pipetronix、加拿大的Corrpro,且其产品已基本上达到了系列化和多样化。内检测器按功能可分为用于检测管道几何变形的测径仪、用于管道泄漏检测仪、用于对因腐蚀产生的体积型缺陷检测的漏磁通检测器、用于裂纹类平面型缺陷检测的涡流检测仪、超声波检测仪以及以弹性剪切波为基础的裂纹检测设备等。下面对应用较为广泛的几种方法进行简要介绍。

1. 测径检测技术 改技术主要用于检测管道因外力引起的几何变形,确定变形具体位置,有的采用机械装置,有的采用磁力感应原理,可检测出凹坑、椭圆度、内径的几何变化以及其他影响管道内有效内径的几何异常现象。

2. 泄漏检测技术 目前较为成熟的技术是压差法和声波辐射方法。前者由一个带测压装置仪器组成,被检测的管道需要注以适当的液体。泄漏处在管道内形成最低压力区,并在此处设置泄漏检测仪器;后者以声波泄漏检测为基础,利用管道泄漏时产生的20~40 kHz范围内的特有声音,通过带适宜频率选择的电子装置对其进行采集,在通过里程轮和标记系统检测并确定泄漏处的位置。

3. 漏磁通过检测技术(MFL) 在所有管道内检测技术中,漏磁通检测历史最长,因其能检测出管岛内、外腐蚀产生的体积型缺陷,对检测环境要求低,可兼用于输油和输气管道,可间接判断涂层状况,其应用范围最为广泛。由于漏磁通量是一种相对地噪音过程,即使没有对数据采取任何形式的放大,异常信好在数据记录中也很明显,其应用相对较为简单。值得注意的是,使用漏磁通检测仪对管道检测时,需控制清管器的运行速度,漏磁通对其运载工具运行速度相当敏感,虽然目前使用的传感器替代传感器线圈降低了对速度的敏感性,但不能完全消除速度的影响。该技术在对管道进行检测时,要求管壁达到完全磁性饱和。因此测试精度与管壁厚度有关,厚度越大,精度越低,其适用范围通常为管壁厚度不超过12 mm。该技术的精度不如超声波的高,对缺陷准确高度的确定还需依赖操作人员的经验。

4. 压电超声波检测技术 压电超声波检测技术原理类似于传统意义上的超声波检测,传感器通过液体耦合与管壁接触,从而测出管道缺陷。超声波检测对裂纹等平面型缺陷最为敏感,检测精度很高,是目前发现裂纹最好的检测方法。但由于传感器晶体易脆,传感器元件在运行管道环境中易损坏,且传感器晶体需通过液体与管壁保持连续的耦合,对耦合剂清洁度要求较高。因此仅限于液体输送管道。