毛俊辉
中国石化管道储运有限公司徐州市221008
摘要：管道在日常生活中扮演着至关重要的角色，特别是长距离输送管道在长期的运行中不断遭受来自内部与外部各方面因素的侵袭。内部的腐蚀一般是由于管道在运送石油或者天然气过程中存在某些特定元素，诸如H2O、CO2等都会侵蚀管道。基于管道检测所针对的位置有所差异，因此能够将检测划分成内检与外检两种模式。并且由于具体的面向对象也不尽相同，所以外检又能够划分为对于管道自身的检测、针对防腐层性能的检测以及是否出现泄漏的检测。本文就基于针对管道自身开展的检测展开论述。
通常情况中，输油管道为了有效防止腐蚀问题的出现，会采取清理管道来将内部引起腐蚀的物质除去或者是将一些能够减缓腐蚀速度的溶剂添加到运送介质当中。外腐蚀的问题大多是由于防腐层和涂层出现一定程度的损坏或者土壤长期腐蚀所引起的。因此在检测管道外腐蚀时通常会先检测外部的涂层是否被破坏。针对具体检测对象的差异，可以将外检划分成对于管道自身的检测、保护层的检测以及是否出现泄漏现象的检测。
1超声导波检测技术
超声导波检测模式是借助探头设备搭载的压电陶瓷同管道充分贴合后，产生较低频率的超声波，其在钢管之中的频率下限为5KHz，而上限可以达到60KHz，声波通过安装在管道上的探头产生。相较于传统的超声检测技术来说，这种超声导波系统更为先进，同时具有众多优势：其一，在结构当中某一处激发超声导波后，因为传播途径衰减较慢，所以声波能够顺着结构向前传递长达几十米的范围，并且从探头收集回来的信号也能够看出信号发生点同接收点之间的结构信息，所以这样的检测模式针对的并非是单一点，而是一条线段；其二，因为超声导波在管道众多位置上都存在质点振动，而声场又可以覆盖全部的管道壁，所以也能够有效检测壁厚情况。由此可见，应用超声导波技术能够将管道内外的问题有效检测出来。
导波一般有以下几种：存在于圆柱体当中的导波或者是SV波、兰姆波以及SH波等。基于有关学者的研究分析，存在于圆柱体当中的导波又能够划分为轴对称的纵向与扭转类型以及非轴对称类型。
就当前超声导波技术的发展来看，全球范围内有四家大型机构在开展相关研究，由英国TWI企业以及导波公司分别研发的两种导波检测设备均是按照低频超声导波的理论架构完成的，而MSS检测装置则是按照磁致伸缩导波理论研制而成。
从本质来看，超声导波系统可以划分为两个不同的流派：一种是导波公司，其构建的超声导波技术中最为突出的一点就是利用切变模压电陶瓷完成换能激发的效用；另外一种则是美国SWRI，该研究所研发的超声导波技术中在换能激发与接收时使用到的材料是具有磁致伸缩效应的镍。两种流派都有自身独特的优势，相互比较来看，后者使用到Ni材料能够让系统更加简化，同时所需要的成本较为低廉，但是最终收集回来的数据较少，并且能够有效处理这部分数据的手段也很少；反观前者，由于通道较多，最终收集的数据也更多，可以完成数据分析的方式也不再单一，但是这种模式系统较为繁杂，生产耗用的成本较高。在这些技术中，由SWRI研制的第三款MSS检测装置一经问世就受到广泛关注，当前也被众多工业领域实际应用，尤其是在一些大规模构件长期检测中使用频繁。这种模式灵敏性能较强，也不会被内部液体所干扰，能够高效的检测出范围较大的结构信息。
针对于实际工程之中的管道检测来说，王遂平通过WavemakerG3超声导波技术完成了长输管道的检测，他将管道化分为8个区域分别进行测试。从最终的结果可以看出，该技术在单项检测埋入地面的管道时，有效区间为10-15m，如果是占压距离没有超过30m的管道则能够完成全方位的检测。同时，江苏研究院将研究重心放在多模态超声导波技术方向，并开展多次测试，期望对范围更大、综合度更高的早期裂纹进行有效检测。
超声导波技术在检测领域中属于新兴的技术，当前还处在逐步完善的过程中。导波检测模式在实际应用中也存在不足之处，但是其在灵敏性能以及检测区间等多个方面优势明显，特别是在检测无法到达的管道时效果显著。
就实际的发展来说，超声导波逐渐朝着两个方面靠拢：其一是传统技术难以有效检测的材料方面，例如说纤维增强型复合材料；其二就是规模较大的构件检测方面，诸如航空航天领域等。
2射线检测法
射线检测技术出现时间较早，同时也是使用最多的检测技术之一，通常被应用在管道搭建过程中管沟回填步骤之前检测焊接位置是否满足要求。通常利用搭载有X射线的爬行装置来完成。随着发展，更为先进的数字射线成像技术也投入使用。
X射线技术之中涵盖有CR与DR成像技术，前者便是计算机设备的X射线成像技术，通过影像版取代了原有的胶片；后者则可以通过电子扫描来完成图像显示。两种技术都被广泛应用，尤其是在医学领域以及无损检测方面较为常见。而使用的成像面板核心技术都被该领域中领先的企业掌握，比如说柯达公司。由GE企业自主生产的DXR250V，能够将最终的射线图像直观的展示在屏幕中，同时能够有效连接电脑设备。两种技术都可以不使用胶片，具备更大的检测区间以及精确的像素点等优势。特别是最终图像对比度、以及灰度系数等方面均有显著提升。数字射线技术还可以经过网络平台共享使用，这样就能够有效提升工作效率，在管道环焊接检测方向上意义重大。
3涡流检测
涡流检测针对的是不拆除管道保护层或者处在线上状态时有效检测厚度参数。所使用到的检测信号按照绝缘层厚度会出现区别，同时存在的时间也会由于厚度不同有所差异。此外，实际中影响检测信号的因素还有很多，诸如使用的金属材料特性等都会出现影响。一般来说，该技术手段的误差被控制在5%以下。
该技术在检测厚度时更多的使用在较大的腐蚀范围内，对于单一的腐蚀位置很难有效测定。
4瞬变电磁检测技术（TEM）
TEM检测技术核心是依靠瞬变电磁理论完成的，同普遍使用的开挖检测等技术相比较，该项技术优势在于不用破坏地面以及管道就可完成，同时效率更高。主要使用在对管道内壁的检测以及其他检测技术难以有效开展的位置。实际检测管道自身、判断出管道厚度变化的区域、合理的评定腐蚀程度。尤其是在油田集输管道方面的检测与最终评定环节使用较多。当前该技术的应用较为普遍，也被划入到石油领域的评定体系之中。
5多种内检测方法的结合应用
由于各种内检测方法各有优缺点，为提高管道检测效率和质量，将两种或多种管道内检测方法结合应用已成为一种趋势。德国ROSEN公司研发出一种结合漏磁通量和超声波技术的管道检测方法RoCorr-UT。它以UT为基础，压电元件发射出的超声波沿管道内外壁反射传播，同时测量信号的渡越时间。这种检测方法可检测出管道缺陷形态的长度、深度和宽度，并可达到很高的精度。此外，加拿大一家公司发明了SmartPipe技术，它是一种激光扫描技术，能检测到大面积的腐蚀，检测效率和精确度较高，并可提供三维图像。
6结束语
各管道本体损伤检测方法，技术特点鲜明，具有较强的针对性。在生产应用中，应根据管道具体情况，考虑不同检测技术相结合的方法。多功能、高精度是管道内检测技术今后的发展方向。检测设备结构将更趋于智能化，同时融合其他如清管器、陀螺仪等设备，能够同时完成测径、管道检测、定位等多项任务，提高检测效率。但需要解决检测器平稳运行、数据安全存储、传感器分布优化等问题。
参考文献：
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