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天然气管道在线无损检测技术

时间:2022-11-24 21:45:05 公文范文 浏览量:

摘 要 管道作为一种输送设备被广泛应用于石油、石和化工等行业,而且目前我国将进入埋地管道建设和发展的高峰期。但是由于管道运行时间的增长,部分管道在设计、制造、安装及运行管理中逐渐暴露出问题,致使管道事故时有发生,对人民生命财产安全和工业生产构成威胁。所以如何发现管道缺陷,提高检测水平,在埋地管道的制造、安装和使用等不同阶段采用无损检测技术就显得十分必要,相信在不久的将来这一问题会随着我国科技的不断进步而被科研工作者们逐渐解决。基于此,本文就针对天然气管道在线无损检测技术进行分析。

关键词 天然气管道;在线无损检测;技术分析

1 天然气在线无损检测技术特点及作用

1.1 无损检测技术的特点

无损检测技术作为一种新兴的检测技术,具有以下特征 :无须大量试剂 ;不需前处理工作,试样制作简单 ;即使检测,在线检测 ;不损伤样品,无污染等。

1.2 无损检测技术的作用

无损检测技术不仅在食品加工领域起到保证食品质量与安全的监督作用,还在节约能源、节约原材料资源和减轻劳动生产率等方面起到积极的促进作用。

1.3 天然气管道选择无损检测技术

我们会发现天然气长输管道在投产运行后 3 年内就会对其进行全面检测。那是因为对天然气管道进行无损检测技术,我们不仅可以准确掌握管道的内部情况,明确管道内部缺陷,降低维护成本,更重要的是可以取得可靠、准确的基础数据,并且使管道综合防护能力得到提高,进而保证输气管道可以安全、长效的进行运输功能,防止天然气管道因腐蚀原因而导致天然气泄漏事故的发生,进一步减少工厂的损失。所以即使会投资一大部分资金和时间,我们还是会对管道进行无损检测,而无损检测也显得尤为重要[1]。

2 天然气管道在线无损检测技术

2.1 漏磁检测技术

漏磁检测技术的使用原理就是通过利用永磁铁产生的强磁场,然后再通过一定的中间介质将这种磁力导入铁管道,是铁管道的壁管四周产生一个磁场回路,并且保证磁场是达到饱和状态。在这种情况下,当管道的壁管出现问题时,比如破损等,那么磁力就会相应的部分流出管道,也就是出现漏磁的现象,然后再利用漏磁探测的技术进行探测,就可以很快找到问题的所在。这种漏磁检测技术所得的数据一般来说很可靠,而且也比较准确,在国际上被认为是最可靠的管道检测技术方法之一,同时在国内目前使用也很是广泛。即使这样,漏磁检测技术仍然存在一些缺陷,最明显的就是利用磁场效应最终会导致管道被永久磁化,同时,漏磁检测器并不能完全检测轴向的漏磁状况[2]。

2.2 远场涡流检测技术

远场涡流是发生在铁磁性管道中的独特现象,是一种能穿透管壁的低频涡流,其检测探头主要由两个与管道同轴的螺线管线圈组成,其中一个为激励线圈,另一个是检测线圈。检测线圈通常在距激励线圈大约管道内径2倍及以上的远场区。远场涡流检测技术克服了常规涡流检测技术的趋肤效应,与其他检测技术相比可以检测管壁外表面缺陷,且很少受提离和偏心等外界影响。但RFEC检测信号微弱,检测速度慢,整体检测效率很低[3]。

2.3 电磁超声检测技术

天然气管道在制造和焊接过程中,会产生裂纹缺陷。在实际运行过程中也会因腐蚀、应力和断裂等因素引发裂纹,而电磁超声检测技术对于裂纹缺陷有很好的检测效果。该技术激励超声的原理基于电动力学法,也称之为“涡流-声”法。其工作原理如图5所示,将激励线圈置于导电金属表面上,线圈产生的交变磁场作用于金属并在金属表面层内感应出涡流,涡流与施加在试件上的另一外加恒定磁场相互作用,从而激发出与涡流频率 相 同的 超 声波。接受超声波是上述过程的逆过程。其设备主要由电磁超声换能器、激励装置和接收装置组成。电磁超声检测技术的核心是电磁超声换能技术,对于管道这种铁磁性材料存在洛仑兹力、磁性力以及磁致伸缩力三种换能机制。根据换能器线圈的形状和布置,EMAT可以根据实际需要灵活地产生各类波形,如水平剪切波(SH波)、表面波(RH波)和IMB波(TS波)。

近几年来,电磁超声检测技术发展迅速,是目前天然气管 道 在 线 无 损 检 测 技 术 研 究 的 热 点。EMAT检测速度快,在管道中激发的超声波,短时间内,即可绕工件传播几周甚至十几周,从而降低整体检测时间。EMAT 在进行钢管纵向缺陷检测时,探头与工件都不用旋转,整体机械结构简单[4]。

2.4 磁记忆检测技术

机械應力集中是天然气管道破环的一个主要原因,磁记忆检测方法可以检测管道内外表面和内部的应力分布,已达到早期诊断的结果。磁记忆检测的原理是铁磁材料受工作载荷和地球磁场的共同作用,在应力集中区域内会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向,而且这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留,还与最大作用应力有关系,实际上是磁弹性和磁机械效应共同作用的结果[5]。

3 结束语

总之,就目前情况来说,我国的天然气无损检测技术在这几年的发展中也取得了一定的成果,并且在实际操作中对各种技术存在的问题进行了相应的改良和改革。不管怎么样,无损检测技术在天然气管道方面的应用很大程度上推动力我国石油产业的正常运行,为我国天然气的输送提供了良好的质量保证技术平台。同时我们应该坚持绿色环保的理念,在现有的技术上不断地进行突破,并结合现代网络信息技术,寻求出更适合于我国国情发展和具有我国石油产业发展特色的道路。在追求技术突破的同时达到智能化和数字化,既提高了我国天然气产业发展的效率,同时也极大地为我国的经济增长创造了更多的价值。

参考文献

[1] 堵莹.管道缺陷超声检测信号的次奈奎斯特采样与重构[D].镇江:江苏大学,2016:16.

[2] 张媛,顾为敏.输气站场管道完整性检测评价技术体系[J].管道技术与设备,2016,(02):47-50,57.

[3] 张跃强,张早校,郝建成,等.管道超声导波检测技术进展[J].化工设备与管道,2016,(03):72-75.

[4] 翟明.石油管道无损检测中的漏磁在线检验方法[J].现代商贸工业,2016,(26):205.

[5] 王在位.石油天然气场站管道的焊接工艺以及质量控制策略[J].中国石油和化工,2016,(S1):323,321.

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