第一篇：油氣管道廢棄后如何處置？

油氣管道廢棄后如何處置？

文|徐華天

油氣管道繼續(xù)輸送油氣的效益低于輸送成本且管道沒有其他潛在用途，或者管道自身?xiàng)l件老化嚴(yán)重?zé)o法繼續(xù)安全運(yùn)行時(shí)，廢棄處理是不可避免的選擇。油氣管道的廢棄是管道生命周期的重要環(huán)節(jié)，廢棄后的管道將永久停止油氣輸送服務(wù)。典型的廢棄方式包括管道原位棄置（也稱就地廢棄）和拆除，實(shí)際應(yīng)用中通常是拆除廢棄和就地廢棄的組合方式。油氣管道廢棄不是簡單的棄之不理，需要根據(jù)管道輸送介質(zhì)、輸送工藝、防腐保溫措施、途經(jīng)地質(zhì)條件和社會(huì)環(huán)境等因素，決定不同狀態(tài)管道的廢棄方式和相關(guān)的廢棄處理技術(shù)。同時(shí)，對于涉及生態(tài)敏感區(qū)域，廢棄后管道沿線環(huán)境狀況跟蹤評(píng)價(jià)也至關(guān)重要?？傊?，管道廢棄是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，應(yīng)該在遵循國家和地方政府法律法規(guī)的基礎(chǔ)上，盡量減小廢棄處置經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境負(fù)面影響。

1油氣管道廢棄處置

油氣管道廢棄處置包含以下幾方面的重要內(nèi)容：管道內(nèi)殘留物清理方法與殘留濃度評(píng)價(jià)方法，穿越段關(guān)鍵位置的地面沉降問題解決方法，阻止管道導(dǎo)流問題引起水流遷移而破壞環(huán)境平衡的方法，干線管道和管道附屬設(shè)施的拆除技術(shù)，以及管道棄置后的跟蹤維護(hù)方法。這些技術(shù)環(huán)節(jié)只有互相銜接，才能保證管道廢棄處置工作安全無污染地進(jìn)行。1.1 殘留物清理

廢棄管道殘留物清理與在役管道的常規(guī)清管操作不同，清管潔凈度要求也不同，廢棄管道清管常見做法是將輔助清管器和密封清管器組合使用，其中輔助清管器用于清除固體堆積物，密封清管器用于擠壓殘留的液體。對于液體管道，通常在管道停止輸送介質(zhì)前，在管道內(nèi)多次運(yùn)行刮削清管器，以清除管道內(nèi)的固體塊和蠟堆積物。如果使用常規(guī)清管方法不成功，且確定管道內(nèi)含有高濃度的污染物或者需要達(dá)到較高水平的清潔度標(biāo)準(zhǔn)，則需要采取專業(yè)的化學(xué)清理措施。將擁有溶劑性質(zhì)的液態(tài)烴，如冷凝液和柴油，或者其他添加物和化學(xué)添加劑，置于兩個(gè)硬橡膠刮削清管器之間，在惰性氣體（如氮?dú)猓┑耐苿?dòng)下，勻速運(yùn)行穿過管道。完成殘?jiān)瞥腿軇┣骞芎?，?yīng)進(jìn)行測試，確保管道內(nèi)沒有污染源殘留，否則必須重復(fù)清洗。最后清洗后的溶劑和液態(tài)烴化合物應(yīng)排放到另外一個(gè)管段中或者專用收集罐中進(jìn)行環(huán)保處理。廢棄管道經(jīng)清管器清理之后需要進(jìn)行殘留物濃度測試，在多數(shù)情況下，清管后殘余液體的有害物質(zhì)濃度被作為判斷管道清潔度的決定性因素。常見做法是隨機(jī)選擇低洼地區(qū)進(jìn)行管道挖掘，且保證至少在管道上每隔80km就有一個(gè)挖掘地點(diǎn)，然后提取管道下部的液體進(jìn)行檢測。在清管器運(yùn)行一周后，如果仍然沒有檢測到含有高濃度污染物的液體，那么管道的清理工作就算完成。如果殘留物超標(biāo)，則需要重復(fù)清管，直至符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

管道潔凈度還可以通過對管道開口處進(jìn)行評(píng)價(jià)，如打開的法蘭或者管道接口處，憑借手感和視覺判斷是否有可見的殘留固體、蠟堆積物及管壁表面是否有薄油膜來確定是否達(dá)到清管要求。同時(shí)，也可以通過管道切割，用取樣片和棉簽獲取管道內(nèi)部的油膜樣本，分析其含有的污染物，并以此判斷清潔度。值得注意的是，當(dāng)管道被打開以進(jìn)行可燃性、爆炸性和毒性（苯之類有毒化合物）的蒸氣危害測試時(shí)，必須采取特別防護(hù)措施。1.2 穿越位置處理

穿越點(diǎn)是管道廢棄過程中最可能發(fā)生問題的區(qū)域。原位棄置的管道會(huì)隨著時(shí)間推移而腐蝕并最終坍塌，這可能造成土地沉陷繼而毀壞與其相交的道路、鐵路和高速公路等公共設(shè)施。此外，管道在水域（溪流、河流、濕地或者湖泊）穿越段的原位廢棄會(huì)存在潛在的環(huán)境威脅。

對于大口徑管道與公路、高速公路和鐵路的穿跨越段，最好的處理方式是原位棄置，并且使用可固化的材料（如水泥漿）填滿管道，至少填滿管道的關(guān)鍵部位（如跨水點(diǎn)、鐵路正下方），以防止土地沉降對道路的損害。同時(shí)，廢棄過程中還應(yīng)該考慮未來的道路擴(kuò)寬工程，以確定管道填充的長度。對于河流穿跨越點(diǎn)，包括溪流、河流、湖泊和濕地等，即使是在管道停止使用之后，管道跨水段仍然是主要的環(huán)境敏感地區(qū)。選擇原位棄置的河流穿越段管道，可能在受到腐蝕后暴露在水體中，污染周圍的水環(huán)境。管道也會(huì)由于溪流對河岸侵蝕、遷移、河道沖刷和受其他相似的侵蝕而暴露于溪流中。此外，如果管道固定結(jié)構(gòu)（如混凝土拱座）失效，則在浮力的作用下，管道會(huì)暴露在水中或者濕地中。因此，對于穿越水體或者濕地的管道，應(yīng)該進(jìn)行整體或部分拆除。拆除管道施工時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境問題可以仿照建造管道時(shí)的施工要求解決，即許多相同的管道施工技術(shù)和環(huán)境保護(hù)方法在管道興建和拆除時(shí)可以通用。1.3 導(dǎo)流效應(yīng)處理

原位棄置的管道最終會(huì)因腐蝕穿孔導(dǎo)致水流的滲入而形成導(dǎo)流效應(yīng)，即匯集的水流沿著管道流向其他地方，形成局部沼澤、泥潭、濕地，從而破壞原有生態(tài)平衡。類似地，水土不穩(wěn)定地區(qū)可能因管道穿孔后流出的水流沖刷而導(dǎo)致水土流失，如果有水流在腐蝕穿孔后的管道內(nèi)流動(dòng)，則可能將管道內(nèi)的殘余污染物沖刷進(jìn)入河流，從而造成水流污染或者土壤污染。

避免管道導(dǎo)流效應(yīng)的有效方式是在管道適當(dāng)?shù)拈g隔位置設(shè)置管塞進(jìn)行密封封堵，有效降低管道將水體輸送到其他地方引起的環(huán)境危害的概率。而管塞的具體放置位置，應(yīng)該考慮可操作性以及由此對土壤造成的影響。一般情況下，對于穿越儲(chǔ)水池或者河道的管道，管塞設(shè)置在河道兩端，防止管道將匯聚的水流排入河流；對于河灘、自然公園、保護(hù)區(qū)、人口密集區(qū)等位置，管塞設(shè)置在兩個(gè)區(qū)域的交界處能夠有效阻止導(dǎo)流效應(yīng)的發(fā)生。管塞材料必須能夠牢固附著在管道內(nèi)，具有防水、防滲透、不萎縮、耐腐蝕等特點(diǎn)，可以使用水泥、聚氨酯泡沫體等。

1.4 管道拆除

管道拆除是廢棄的一種重要方式，涉及拆除前的準(zhǔn)備、開挖與回填處理。

首先對于規(guī)劃拆除的管道，拆除前的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要，包括臨時(shí)性道路的修建、特殊區(qū)域標(biāo)記、施工區(qū)域清理等內(nèi)容。由于管道拆除的地點(diǎn)經(jīng)常需要重型機(jī)械進(jìn)出，對于無法通過公共道路進(jìn)入的施工地點(diǎn)，在對環(huán)境和人文景觀進(jìn)行調(diào)查后，建造暫時(shí)性通行道路，這些道路應(yīng)該盡量減小對環(huán)境的影響，并且在工程項(xiàng)目結(jié)束后，恢復(fù)到原來的環(huán)境狀態(tài)；拆除管道工程施工區(qū)域要進(jìn)行打樁或者插旗劃界，對于需要額外保護(hù)的濕地、自然資源以及敏感的動(dòng)物棲息地等重點(diǎn)區(qū)域，應(yīng)該參考環(huán)境及地質(zhì)報(bào)告的結(jié)果，根據(jù)需要使用適宜的圍欄或旗幟進(jìn)行標(biāo)記；施工區(qū)域內(nèi)的樹木等植物要結(jié)合工程實(shí)際需求進(jìn)行清理，并且將土地鏟平，移除灌木叢、樹根、較大型的植物、樹樁以及巖石等障礙物。一些體積較小的農(nóng)作物可以進(jìn)行收割，而一些谷類農(nóng)作物可以留在原位，以幫助減少土壤的侵蝕，并且盡最大努力保護(hù)地表排水系統(tǒng)。

其次，挖掘管道工作應(yīng)該謹(jǐn)慎進(jìn)行，盡可能避免損壞管道，減小其釋放任何殘留污染物的風(fēng)險(xiǎn)。用來挖掘管道的機(jī)器包括挖掘機(jī)、鏟平機(jī)和反向鏟，可以使用液壓剪板機(jī)和高壓焊機(jī)切割管道和使管道焊接閉合。為了方便運(yùn)輸回收的管道，需要將其切成固定長度，使用起重機(jī)或者其他合適的工具吊離地面。對于涂層可能含有或確認(rèn)含有石棉成分的管道，應(yīng)該用塑料拉伸包裝紙進(jìn)行包裝，避免涂層在移出地面時(shí)，發(fā)生破碎、斷裂等情況而污染環(huán)境。拆除的管段一般使用車載起重機(jī)抬起，然后裝載到卡車、火車等交通工具上，搬離施工地點(diǎn)，任何留有污染物的拆除管段都應(yīng)該恰當(dāng)存放，以避免與水源和土壤接觸。

最后，挖掘坑的回填，采用推土機(jī)、反鏟挖土機(jī)以及相關(guān)的合適設(shè)備進(jìn)行操作，采用與管溝開挖相反的工作順序?qū)⑼诰虺龅耐寥阑靥?。對于那些分類后的地表土壤，在回填操作時(shí)應(yīng)該先將下一層土壤填充之后，再回填地表土壤?；靥顣r(shí)，應(yīng)該確保土壤的高度比開挖前高一些，以預(yù)留未來土地沉陷的空間。在挖掘坑回填的過程中，必須盡最大可能確保完成回填后的地表在排水、自然輪廓等方面與開挖前的狀況接近，并且為了防止這些區(qū)域受侵蝕和淤積的影響，應(yīng)該進(jìn)行植被再種植，確保施工地點(diǎn)在管道拆除工程結(jié)束后，恢復(fù)到原本的自然狀況，清除所有殘留物質(zhì)，還原所有改造的臨時(shí)道路。1.5 管道附件拆除與改造

管道廢棄工程不僅僅是對管道進(jìn)行回收，輔助管道運(yùn)行的設(shè)備和附件也需要拆除或者改造，如抽水設(shè)施、儲(chǔ)水池以及其他輔助設(shè)備。對于閥組件、管道加熱器、分液罐及其他管道線路上的設(shè)備，應(yīng)該在管道廢棄或拆除之前，被拆除或者改造。所有相關(guān)的警示牌、標(biāo)記、圍欄等都應(yīng)該被拆除，以防止可能造成的公眾困惑和環(huán)境污染，挖掘工程警示牌在管道選擇了原位棄置的情況下可以保留。任何在管道廢棄之后都不再需要的施工通行路、橋、暗溝、護(hù)欄、電線、天線、房屋和輔助管道運(yùn)營的建筑物，都應(yīng)該根據(jù)要求拆除或者改造，并且恢復(fù)到原本的自然狀態(tài)。所有埋藏深度小于1m的設(shè)備和設(shè)施應(yīng)盡可能拆除，以避免土地侵蝕或崩塌而造成的意外泄漏和污染。

對于大部分管道廢棄工程中的陰極保護(hù)和輔助陰極保護(hù)的設(shè)備與設(shè)施都應(yīng)該在管道廢棄時(shí)拆除，雖然陰極保護(hù)的繼續(xù)使用可以延遲管道的腐蝕，但是管道廢棄的最終目的就是使管道腐蝕殆盡但不影響環(huán)境，因此，陰極保護(hù)系統(tǒng)最終還是應(yīng)該拆除。只有無法用混凝土或者泥漿填充處理時(shí)，且管道腐蝕以及塌陷會(huì)導(dǎo)致重大損害的區(qū)域，可以保留陰極保護(hù)系統(tǒng)。

1.6 棄置后的跟蹤維護(hù) 管道廢棄工程完成后，應(yīng)該通過持續(xù)的監(jiān)管，確保廢棄管道不會(huì)造成不可接受的地面沉陷、意想不到的生態(tài)影響或者其他損害。尤其當(dāng)廢棄計(jì)劃沒有按照常規(guī)的程序（如穿跨越點(diǎn)的填充）進(jìn)行時(shí)，更需要注意管道廢棄后的影響。持續(xù)監(jiān)管包括以下幾方面：①對管道線路進(jìn)行巡邏和環(huán)境分析，確保管道上方有足夠的再生植被，并且已經(jīng)恢復(fù)到原本的自然狀態(tài)；②應(yīng)該與土地所有者和公共土地管理者保持聯(lián)系，向其提供一個(gè)快捷的聯(lián)系方式，以便當(dāng)廢棄管道所在土地進(jìn)行新的開發(fā)或者出現(xiàn)其他問題時(shí)取得聯(lián)系；③對確認(rèn)為生態(tài)敏感地區(qū)的廢棄管段所在地定期進(jìn)行針對性勘察，對穿跨越點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測，以確保沒有發(fā)生土地沉陷。

2管道廢棄案例

目前我國尚無管道廢棄案例，多數(shù)管道處于停用或棄置狀態(tài)，而北美地區(qū)由于管道業(yè)務(wù)發(fā)展較早，已實(shí)施過較為成熟的管道廢棄處置工程，以下分別列舉北美廢棄管道全部拆除案例和組合廢棄案例，以更加直觀地闡釋管道廢棄處置流程中的相關(guān)技術(shù)。

2.1 全部拆除案例

該案例中廢棄的管道外徑20in（1in=25.4mm），長3.2km，是加拿大Enbridge公司的一段原油管道。該管道建于1954年，1987年封存停運(yùn)，基于不同廢棄方式的成本代價(jià)考慮，選擇了全部拆除的廢棄方式。拆除工程實(shí)施前，進(jìn)行了充分的現(xiàn)場考察，對工程相關(guān)的生物地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素進(jìn)行了分析與評(píng)估，并因地制宜地制訂了緩解措施。拆除工作在寬10m、長3.2km的工作區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，首先用清管器清管，在管道潔凈度達(dá)到環(huán)境要求后，開鑿溝渠，將管道切割分段，移除管段，回填溝渠時(shí)按照先底層土壤，再回填表層土壤的順序，然后對環(huán)境進(jìn)行恢復(fù)。在施工完成之后的春季和夏季，Enbridge公司持續(xù)監(jiān)管被拆除管道范圍內(nèi)的環(huán)境，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)任何與管溝沉陷、風(fēng)力侵蝕等有關(guān)的問題，并在必要時(shí)實(shí)施了減災(zāi)措施。2.2 組合廢棄案例

育空管道是1942年美國陸軍建造的卡諾爾成品油管道的一部分（長114km），該管道未設(shè)置陰極保護(hù)系統(tǒng)，并且大量管段沒有涂層，在管道運(yùn)營歷史中發(fā)生多次泄漏事故，因此，1995年決定廢棄，最終拆除回收管道長度約112km，原位棄置管道長約2km。在廢棄處置實(shí)施過程中，首先完成了管道中液態(tài)烴的清除工作，包括利用壓縮空氣推進(jìn)橡膠輥軸類型的清管器清掃管道3次，管道在閥門處斷開，并在低洼地區(qū)安裝排污閥，以排凈管道內(nèi)的殘?jiān)?。在管道清理完成以后，殘留物評(píng)價(jià)沒有發(fā)現(xiàn)污染物存在的跡象。然后，是對管道進(jìn)行拆除工作，使用裝在平板車上的液壓剪床，將管道切割成12.2m長的管段，切分的管段使用起重機(jī)裝進(jìn)平板車運(yùn)離現(xiàn)場。針對敷設(shè)在一層薄的道渣和填平物質(zhì)下的管段，每隔一段距離對管道進(jìn)行切管操作，然后直接從地下拉起，以避免與植被接觸。一條長度為2km的管段，穿過了靠近考利湖的一個(gè)濕地，在冬季水面結(jié)冰時(shí)才被移走，目的是盡量減小工程對濕地產(chǎn)生的影響。對于敷設(shè)在公路或者鐵路下的管段（僅有不到管道總長度的百分之一），將管道開口挖出地面，并用惰性物質(zhì)（如泥漿和混凝土）將管道填滿，完成原位棄置。

3結(jié)論

油氣管道的廢棄是管道生命周期管理的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是管道公司不可回避的問題。北美地區(qū)管道廢棄處置經(jīng)驗(yàn)豐富，而我國則缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，針對管道廢棄涉及的重要技術(shù)環(huán)節(jié)，列舉了加拿大Enbridge公司所屬管道和美國育空管道的實(shí)際廢棄案例?？梢钥闯觯瑹o論何種管道廢棄方式，管道殘留物的徹底清理都是首先需要解決的問題。相關(guān)技術(shù)中，不同清管器配合化學(xué)溶劑的組合清管方法是一種先進(jìn)高效的方式，能夠使管道清潔度達(dá)到不污染環(huán)境的程度；對于穿越段管道，使用水泥漿填充能夠有效解決土壤沉降的問題；對于原位棄置管道，將管道分段截?cái)嗖⑶姨砑庸苋軌蚍乐构艿莱霈F(xiàn)導(dǎo)流效應(yīng)；管道干線和附件設(shè)施拆除時(shí)，對于環(huán)境的保護(hù)至關(guān)重要。此外，管道拆除工作完成后，管道運(yùn)營公司應(yīng)該通過持續(xù)不斷地監(jiān)管，保證廢棄管道不會(huì)造成不可接受的地面沉陷、意想不到的生態(tài)影響或者其他損害?？傊艿缽U棄施工是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，開展工作前應(yīng)該做好充分準(zhǔn)備并且制定詳細(xì)計(jì)劃，力爭將經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境負(fù)面影響降到最低。（其他作者：馬宏偉、康葉偉、左莉、郭正虹、陳洪源）

第二篇：8管道油氣計(jì)量（范文）

油氣計(jì)量

1.計(jì)量在長輸管道中的作用

計(jì)量工作是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的一個(gè)組成部分，做好企業(yè)計(jì)量工作，對于保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、保障安全生產(chǎn)、節(jié)約能源、加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)核算、增加經(jīng)濟(jì)效益具有重要的作用。石油、石油產(chǎn)品出售、購買、商業(yè)性的交接中，準(zhǔn)確的計(jì)量是極重要的。在輸油管道的終點(diǎn)，又稱末站，也是長輸管道的運(yùn)轉(zhuǎn)油庫，其任務(wù)是向煉廠轉(zhuǎn)輸原油，或者裝船、裝車向其它地方轉(zhuǎn)運(yùn)，都要經(jīng)過計(jì)量。其計(jì)量的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到買賣雙方的經(jīng)濟(jì)利益。所以商品油、氣計(jì)量必須具有科學(xué)性、公證性，并遵循一定的法律、法規(guī)，才能做到公平交易。

在長輸管道的生產(chǎn)管理中原油的收、銷、存及消耗的準(zhǔn)確計(jì)量是非常重要的。泵效率、加熱爐效率都是通過輸量來測算的，生產(chǎn)運(yùn)行方式也是根據(jù)輸量來安排的，而輸量是通過計(jì)量得到的，所以長輸管道經(jīng)濟(jì)、安全、平穩(wěn)的運(yùn)行和準(zhǔn)確計(jì)量是緊密相關(guān)的。

2.國內(nèi)石油計(jì)量的主要方式

目前，我國原油商品量交接采用的是質(zhì)量計(jì)量，即測出原油的體積、密度、含水、溫度、壓力等參數(shù)，換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(溫度20℃，壓力101.325ＫＰa)扣除含水的純油質(zhì)量，計(jì)量方式主要采用靜態(tài)計(jì)量和動(dòng)態(tài)計(jì)量。

2.1 原油靜態(tài)計(jì)量

所謂靜態(tài)計(jì)量，是指用金屬油罐、鐵路罐車作為計(jì)量體積量的器具，在油罐停止收發(fā)作業(yè)，液面經(jīng)靜止一段時(shí)間（大罐穩(wěn)定時(shí)間不少于30分鐘，鐵路罐車不少于15分鐘）消除泡沫達(dá)到平衡，而沒有因攪動(dòng)而產(chǎn)生波紋的狀態(tài)下進(jìn)行的計(jì)量操作。2.1.1 做為計(jì)量用的金屬油罐叫做計(jì)量罐，首先要對計(jì)量罐進(jìn)行容積檢定。凡新建或大修理過的金屬罐投用前都應(yīng)進(jìn)行檢定，計(jì)量罐檢定周期為四年。檢定規(guī)程執(zhí)行國標(biāo)JJG168<<立式金屬罐容量試行檢定規(guī)程>>，容積檢定精度可達(dá)0.2%。檢定完畢，由檢定單位出具檢定證書，編制出罐容積表，利用大罐檢尺，測出液位高度，查出對應(yīng)的體積量。

2.1.2 大罐液位檢尺（即測量罐內(nèi)液面高度），目前各類油

罐的液面高度的測量有兩種方法，一種是人工檢尺法，另一種是液位計(jì)法，液位計(jì)在輸油生產(chǎn)過程中一般作為監(jiān)測工具，而不做為計(jì)量器具。而人工檢尺是靜態(tài)計(jì)量過程中應(yīng)用最為廣泛的方法。

人工檢尺分為檢實(shí)尺和檢空尺，檢實(shí)尺就是測量罐內(nèi)液位實(shí)際高度，也稱測實(shí)法，適用于輕質(zhì)油品的測量。檢空尺即測量液面到罐頂檢尺口的高度，也稱靜面懸空檢尺法，適用于粘度較大的重質(zhì)油品的油面高度測量。這是因?yàn)樵偷戎刭|(zhì)油品粘度較大，含蠟量高，在罐壁或罐底部容易結(jié)蠟。另外罐內(nèi)沉積大量泥沙，使量油尺無法達(dá)到罐底，因此，原油罐等均采用檢空尺，其油高計(jì)算公式是：

油高＝檢尺口總高－下尺深度＋尺帶粘油高度。

2.1.3 油罐測溫，按國標(biāo)ＧＢ 8927<<石油和液體石油產(chǎn)品溫度測量法>>執(zhí)行。油高３米以下，在油高中部測一點(diǎn)。油高３－５米，在油品上液面下1米，油品下液面上1米處共測兩點(diǎn)，取算術(shù)平均值作為油品的溫度，油高５米以上，在油品上液面下１米，油品中部和油品下液面上1米處共測三點(diǎn)，取算術(shù)平均值作為油品的溫度。

2.1.4 油罐取樣，按國標(biāo)ＧＢ4756 <<石油和液體石油產(chǎn)品取樣法(手工法)>>執(zhí)行。對于計(jì)量罐，應(yīng)取上部樣（頂液面下，其深度的六分之一處），中部樣(頂液面下，其深度二分之一處)，下部樣(頂液面下，其深度的六分之五處)，按等比例混合，作為整個(gè)油罐中的代表性試樣。

2.1.5 油量計(jì)算，按國標(biāo)ＧＢ9110<<原油立式金屬罐計(jì)量油量計(jì)算>>執(zhí)行，純油品質(zhì)量（在空氣中重量）計(jì)算公式：

Ｍn=Ｐ20.Ｖ20.Ｆ(１－Ｗ)式中：Ｍｎ－純油品質(zhì)量，ｔ

Ｐ20-含水油品標(biāo)準(zhǔn)密度，t/m`(3`)Ｖ20——含水油品標(biāo)準(zhǔn)體積 m`(3`)Ｆ——真空中質(zhì)量換算到空氣中重量的換算系數(shù)

Ｗ——油品質(zhì)量含水率

計(jì)算結(jié)果精確到0.001t

2.2 原油動(dòng)態(tài)計(jì)量

動(dòng)態(tài)計(jì)量是指石油在動(dòng)態(tài)流動(dòng)條件下進(jìn)行的流量測量，由流量儀表來完成。目前國內(nèi)原油動(dòng)態(tài)計(jì)量主要有兩種類型，一種是原油的體積量由流量計(jì)計(jì)量，人工讀數(shù)，取樣、化驗(yàn)，測出原油密度和含水率，人工計(jì)算油量。另一種是油量交接的主要參數(shù)體積量、密度、含水、壓力、溫度等值，全部采用儀表連續(xù)測量，并且直接算出純油量。原油動(dòng)態(tài)計(jì)量常用的流量儀表有容積式流量計(jì)、速度式流量計(jì)和最近幾年發(fā)展起來的質(zhì)量流量計(jì)。2.2.1容積式流量計(jì)

容積式流量計(jì)是一種機(jī)械式儀表，其內(nèi)部都有構(gòu)成一定容積的空間（計(jì)量室），流量計(jì)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子在入口流入液體的壓力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，把流體不斷的送向排出口，其內(nèi)部空間的體積在設(shè)計(jì)制造時(shí)是已知的，所以，測量轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，就能求出該空間給出的體積量。單位時(shí)間內(nèi)測得的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)，可計(jì)算出流體的流量，這就是容積式流量計(jì)的測量原理。常用的容積式流量計(jì)有腰輪流量計(jì)、刮板流量計(jì)、雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)、橢圓齒輪流量計(jì)。2.2.2 腰輪流量計(jì)

結(jié)構(gòu)：由三部分組成，即主體部分（它包括殼體、腰輪、驅(qū)動(dòng)齒輪、隔板、上下蓋），表頭（包括精度調(diào)整器、脈沖發(fā)訊器、計(jì)數(shù)器）和連接部分。

工作原理：腰輪流量計(jì)主體內(nèi)有一對腰輪轉(zhuǎn)子，靠液體通過流量計(jì)產(chǎn)生的壓差轉(zhuǎn)動(dòng)，通過驅(qū)動(dòng)齒輪相互交錯(cuò)轉(zhuǎn)動(dòng)。（見圖2.1）

當(dāng)液體推動(dòng)D2軸上腰輪反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圖2.1（A），通過與之相連的驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)D1軸上的腰輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)90°后成為圖2.1（c）狀態(tài)，上邊的腰輪受液體推動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪帶動(dòng)下邊腰輪反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，腰輪旋轉(zhuǎn)360°時(shí)，有4個(gè)計(jì)量室容積的液體排出流量計(jì)，計(jì)量室容積在設(shè)計(jì)時(shí)就確定了，計(jì)錄腰輪轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)，就得到被計(jì)量介質(zhì)的體積量，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)通過減速機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器，輸入到積算指示裝置，從而在表頭上讀出流量值。2.2.3 刮板流量計(jì)

刮板流量計(jì)有凸輪式和凹線式兩種型式。（見圖2.2）

圖（2.2）

結(jié)構(gòu)：凸輪式刮板流量計(jì)的主體部分主要由轉(zhuǎn)子、凸輪、凸輪軸、刮板、連桿、及殼體所組成。凹線式刮板流量計(jì)的主體部分主要由轉(zhuǎn)子、刮板、連桿、和殼體組成。轉(zhuǎn)子是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒，當(dāng)刮板是兩對時(shí)，在轉(zhuǎn)子圓筒壁上沿徑向開有互成90°角的四個(gè)槽，當(dāng)三對刮板時(shí)，則開有互成60°角的六個(gè)槽。

工作原理：當(dāng)被計(jì)量的液體經(jīng)過流量計(jì)時(shí)，推動(dòng)刮板和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，刮板沿著一種特殊的軌跡成放射狀的伸出或縮回，但是每兩個(gè)相對刮板端面之間的距離是一定值，所以在刮板連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在兩個(gè)相鄰的刮板、轉(zhuǎn)子、殼體內(nèi)腔以及上下蓋板之間就形成了一個(gè)容積固定的計(jì)量空間，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈，就可排出四個(gè)（或六個(gè)）同樣閉合的體積，精確的計(jì)量液體量。2.2.4 雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)

結(jié)構(gòu)與工作原理：雙轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量部分主要是由計(jì)量箱和裝在計(jì)量箱內(nèi)的一對設(shè)計(jì)獨(dú)特的螺旋轉(zhuǎn)子組成，它們與計(jì)量箱組成若干個(gè)已知體積的空腔，作為流量計(jì)計(jì)量單位?；ゲ唤佑|的螺旋轉(zhuǎn)子由同步齒輪保持適當(dāng)?shù)奈恢茫苛髁坑?jì)進(jìn)出口的壓差推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，不斷將進(jìn)口的液體經(jīng)空腔計(jì)量后送到出口，經(jīng)密封聯(lián)軸器及傳動(dòng)系統(tǒng)將螺旋轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)傳遞給計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)，直接讀出流經(jīng)流量計(jì)的液體總量。（見圖2.3）

以上三種容積式流量計(jì)計(jì)量精度高，精度可達(dá)±0.2％～±0.1％,運(yùn)行可靠，振動(dòng)和噪音小，壓力損失小，最大不超過0.05MPa,適應(yīng)介質(zhì)粘度范圍廣，無論測量高粘度或低粘度液體，都能保證較高的精度。因此，在石油商品量交接計(jì)量中得到廣泛的應(yīng)用。

2.2.5 橢圓齒輪流量計(jì)

結(jié)構(gòu)與工作原理：橢圓齒輪流量計(jì)主要部分是計(jì)量室和裝在計(jì)量室內(nèi)的一對橢圓齒輪，它與蓋板構(gòu)成一半月型空腔，作為流量計(jì)的計(jì)量單位。其工作原理與腰輪流量計(jì)類似。橢圓齒輪流量計(jì)精度一般為±0.5％,因此，不作為外銷計(jì)量用，多用于加熱爐燃料油計(jì)量。

2.3 速度式流量計(jì) 2.3.1 渦輪流量計(jì)

渦輪流量計(jì)是一種速度式儀表，其主要結(jié)構(gòu)有殼體、斜葉輪、導(dǎo)流器、磁電轉(zhuǎn)換器、軸承和前置放大器組成。

工作原理：當(dāng)被測介質(zhì)以一定的速度流過渦輪流量計(jì)變送器時(shí)，在液體的作用下，斜葉輪受力而旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的速度與液體的流速成正比。斜葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，周期性地改變磁電轉(zhuǎn)換器的磁阻值，使感應(yīng)線圈中的磁通發(fā)生周期性的變化，產(chǎn)生周期性的感應(yīng)電勢，既電脈沖信號(hào)，經(jīng)放大器放大后，送至二次儀表進(jìn)行顯示或累計(jì)。在測量范圍內(nèi)，葉輪的轉(zhuǎn)速與流量成正比，則信號(hào)脈沖數(shù)與葉輪的轉(zhuǎn)速成正比，所以當(dāng)測得頻率f和某一時(shí)間內(nèi)的脈沖總數(shù)N后，分別除以儀表常數(shù)E（次／升）便可求得瞬時(shí)流量 Q=f／E（升／秒）和總量 V=N／E（升）。儀表常數(shù)由廠家在產(chǎn)品出廠時(shí)給出。

2.4 質(zhì)量流量計(jì)

用于計(jì)量流過某一截面的流體質(zhì)量流量或總量的流量計(jì)叫質(zhì)量流量計(jì)。質(zhì)量流量計(jì)主要由流量傳感器（振動(dòng)管）和變送器組成。其原理利用流體在振動(dòng)管內(nèi)流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的科氏力，以直接或間接的方法測量其力而得到流體質(zhì)量流量，其性能不隨溫度、粘度、壓力和密度影響，精度為±0.2％±零點(diǎn)穩(wěn)定度，近幾年正逐步得到應(yīng)用。

2.5 容積式流量計(jì)附屬設(shè)備

流量計(jì)附屬設(shè)備是指保證流量計(jì)的計(jì)量精度、延長流量計(jì)的使用壽命和流量計(jì)配套的設(shè)備。它們主要包括過慮器和消氣器，必要時(shí)應(yīng)配備流量調(diào)節(jié)閥和逆止閥。

2.5.1 過濾器

過濾器是防止被計(jì)量液體所攜帶的金屬物、焊渣、石塊、等雜質(zhì)和臟物進(jìn)入流量計(jì)，影響流量計(jì)正常運(yùn)行，延長流量計(jì)使用壽命。它安裝在流量計(jì)的進(jìn)口。過濾器主要由筒體和過慮網(wǎng)組成，過濾網(wǎng)做成與筒體同心的圓筒，被計(jì)量的液體經(jīng)過過濾網(wǎng)時(shí)，雜質(zhì)和臟物被留在過濾網(wǎng)內(nèi)，當(dāng)需要清洗時(shí)，只要把筒體上蓋打開，就能把過濾網(wǎng)提出來清洗，這種形式的結(jié)構(gòu)稱為花籃式結(jié)構(gòu)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是清洗、檢修方便，為便于清洗時(shí)排出油污，在它的底部有用來安裝排油閥的短管。

2.5.2 消氣器

原油在管道輸送過程中，不可避免地會(huì)含有一些氣體，這些氣體在管道中占有一定的空間，隨油流進(jìn)入流量計(jì)內(nèi)就會(huì)把氣體也當(dāng)成油進(jìn)行計(jì)量。要確保流量計(jì)的計(jì)量精度，必須將這部氣體在進(jìn)入流量計(jì)前排除掉，消氣器就是起這個(gè)作用。在油品計(jì)量中是必不可少的輔助設(shè)備。

消氣器首先是使油品和氣體分離開，這些氣體上升到消氣器的頂部，逐漸形成一個(gè)氣體空間，出現(xiàn)油氣界面，隨著氣體空間的擴(kuò)大，油氣界面下降，當(dāng)油氣界面下降到一定程度，安裝在消氣器內(nèi)的浮球連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作，打開排氣閥，將分離出來的氣體排出。

2.6 流量計(jì)的檢定

用于商品油計(jì)量用的流量計(jì)國家規(guī)定精度為0.2級(jí)以上，即基本誤差不大于±0.2%，由于流量計(jì)在制造過程中轉(zhuǎn)子與殼體之間有一定的間隙，使用過程中將產(chǎn)生一定的漏失量，在長期運(yùn)行中磨損加大，誤差將進(jìn)一步增加。所以國家規(guī)定流量計(jì)屬國家強(qiáng)制檢定計(jì)量器具。凡達(dá)到檢定周期的、經(jīng)檢修后或長期不用需要使用的，對其測量值發(fā)生懷疑的流量計(jì)都要及時(shí)檢定。確保公平交易。流量計(jì)精度是通過檢定來確定的。檢定流量計(jì)的裝置主要是標(biāo)準(zhǔn)體積管，和流量計(jì)串在一起，采用現(xiàn)場實(shí)液檢定方法。測量值即可靠又準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)體積管包含一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)容積段，檢定時(shí)把同一時(shí)間間隔內(nèi)將被檢流量計(jì)指示值同體積管的標(biāo)準(zhǔn)值對比，求出流量計(jì)誤差，確定其精度，其誤差用下式表示。Q流—Q標(biāo)

E=————————×100％ Q標(biāo)

式中： E——基本誤差

Q流——被檢流量計(jì)指示值 Q標(biāo)——標(biāo)準(zhǔn)容器標(biāo)準(zhǔn)值

這兩種體積量之間很難一致，流量計(jì)誤差超過規(guī)定范圍要采取一些措施加以消除。因此，流量計(jì)的容差調(diào)整裝置（精度調(diào)整器）就是用人工的方法，消除由于使用中的磨損、銹蝕、加工制造等產(chǎn)生的誤差。主要方法是采取改變流量計(jì)指示體積量的傳動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速，使流量計(jì)數(shù)器多計(jì)或少計(jì)一個(gè)常數(shù)，達(dá)到消除誤差的目的。容差調(diào)整只能在流量計(jì)檢定時(shí)進(jìn)行，由檢定人員操作，為保證檢定結(jié)果不變，容差調(diào)整完應(yīng)加鉛封，至下一次流量計(jì)檢定前，任何人無權(quán)拆卸鉛封。檢定完畢，由檢定單位出具檢定證書。

2.7 油量計(jì)算

油量計(jì)算是油量計(jì)量過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最重要的一環(huán)。不論采用何種計(jì)量方式，最終目的就是要準(zhǔn)確地計(jì)算出油量。在國標(biāo)9109.5《原油動(dòng)態(tài)計(jì)量油量計(jì)算》中規(guī)定，油量按下式計(jì)算。Ma=Vi.P20(MF.Cpi.Cti.Fn.Cw)式中：

Ma——原油在空氣中的凈質(zhì)量 t Vi——流量計(jì)累計(jì)體積值 m`(3`)P20— 原油的標(biāo)準(zhǔn)密度 g／cm`(3`)(MF.Cpi.Cti.Fn.Cw)---聯(lián)合修正系數(shù) MF——流量計(jì)系數(shù) Cpi——壓力修正系數(shù) Cti——溫度修正系數(shù) Fn——空氣浮力修正系數(shù) Cw——原油含水系數(shù)

油量計(jì)算精確到0.001t.油量計(jì)算的重要參數(shù)含水、密度都是通過人工化驗(yàn)得到的，所以，采取的原油試樣必須有代表性，含水和密度測定嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證交接雙方的經(jīng)濟(jì)利益。

3.天然氣計(jì)量

天然氣是指從地下油氣藏中開采出來的氣體，是以甲烷為主的化合物的混合物，是一種可燃?xì)怏w。天然氣計(jì)量采用體積計(jì)量，以m`(3`)為單位，由于天然氣的體積隨溫度和壓力而變化，商品氣量是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（溫度20℃,壓力101.325KPa）下的體積量。目前，天然氣計(jì)量常用儀表有差壓式流量計(jì)、速度式流量計(jì)，容積式流量計(jì)，我國天然氣計(jì)量使用最多的是以標(biāo)準(zhǔn)孔扳做為節(jié)流裝置的差壓式流量計(jì)。

3.1 差壓式流量計(jì)

差壓式流量計(jì)由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流裝置、導(dǎo)壓系統(tǒng)和記錄差壓的差壓計(jì)、前后直管段組成。孔板、流量噴嘴、文丘里管都是節(jié)流裝置，基于伯努力方程和流體連續(xù)性原理設(shè)計(jì)而成。當(dāng)管道內(nèi)流體流經(jīng)這些節(jié)流元件時(shí)，流通截面積減小或突然收縮，使流體流速增大，使得前后產(chǎn)生壓力差，實(shí)踐證明，節(jié)流件前后壓差△P與流量Q有如下的關(guān)系Q∝√△P，流量越大，壓力差越大。流量減小，壓力差也減小。所以，只要檢測出節(jié)流元件前后壓差信號(hào)△P，也就可以間接地測出對應(yīng)流量Q。孔板節(jié)流裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、安裝方便、工作可靠、有一定的準(zhǔn)確度，能滿足測量需要，而且有很長的使用歷史，有豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)、加工已標(biāo)準(zhǔn)化，只要按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工、安裝、檢驗(yàn)和使用，不需要進(jìn)行實(shí)流檢定。與孔板配套的二次儀表一般有兩大類，一類是機(jī)械式儀表，如雙波紋管差壓計(jì)；二是電動(dòng)差壓變送器。天然氣組份分析是由人工定時(shí)取樣分析或安裝在線分析儀自動(dòng)分析。天然氣計(jì)量執(zhí)行行標(biāo)SY／T6143-1996《天然氣流量的標(biāo)準(zhǔn)孔板計(jì)量方法》。標(biāo)準(zhǔn)噴嘴一般作為現(xiàn)場傳遞標(biāo)定使用，很少直接用于計(jì)量。文丘里管已部分使用，其測量原理與孔板類似。

3.2 速度式流量計(jì)

計(jì)量天然氣的速度式流量計(jì)有渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)、旋進(jìn)旋渦流量計(jì)。

3.3其它流量計(jì)

用于氣體測量的還有容積式流量計(jì)，如氣體腰輪流量計(jì)，氣體超聲波流量計(jì)。

4.長輸管道原油交接計(jì)量所遵循的原則 4.1 計(jì)量儀表與標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度

4.1.1 作為貿(mào)易結(jié)算用的流量計(jì)，基本誤差應(yīng)不大于±0.2％.4.1.2 原油密度測定極限誤差應(yīng)不大于±1Kg／m`(3`)。4.1.3 原油含水測定極限誤差應(yīng)不大于±0.1％。4.1.4 標(biāo)準(zhǔn)體積管的復(fù)現(xiàn)性應(yīng)優(yōu)于±0.02％。4.1.5 綜合計(jì)量誤差應(yīng)不大于±0.35％。

4.2 流量計(jì)讀數(shù)

當(dāng)計(jì)量時(shí)間不大于8小時(shí)，僅記錄流量計(jì)始末體積指示值，當(dāng)計(jì)量時(shí)間大于8小時(shí)，需記錄流量計(jì)始末和每8小時(shí)的流量計(jì)體積指示值。

4.3 測溫、測壓

測溫方法應(yīng)符合GB 8927《石油和液體石油產(chǎn)品溫度測定法》的規(guī)定溫度計(jì)分度值不大于0.5℃。測壓方法應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，壓力表等級(jí)不低于0.5級(jí)。

4.3.1 對裝車計(jì)量，應(yīng)在計(jì)量開始后（罐內(nèi)油品流過流量計(jì)）10分鐘和計(jì)量結(jié)束前10分鐘及中間各測溫、測壓一次，取三次溫度和壓力的算術(shù)平均值作為油品的平均溫度和壓力。

4.3.2 對裝船計(jì)量，應(yīng)在計(jì)量開始后（罐內(nèi)油品流過流量計(jì)）10分鐘和計(jì)量結(jié)束前10分鐘以及每間隔1小時(shí)各測溫、測壓一次，以計(jì)量時(shí)間內(nèi)各次所測溫度、壓力的算術(shù)平均值作為油品的平均溫度和壓力。4.3.3 對管道連續(xù)輸油計(jì)量，每2小時(shí)測溫、測壓一次，以8時(shí)內(nèi)四次測溫、測壓的算術(shù)平均值作為8時(shí)內(nèi)的平均溫度和壓力。

4.4 取樣

自動(dòng)取樣應(yīng)符合SY 5713 《原油管線自動(dòng)取樣法》的規(guī)定。人工取樣應(yīng)符合GB 4756 《石油及液體石油產(chǎn)品取樣法（手工法）》的規(guī)定。取樣部位應(yīng)設(shè)在靠近流量計(jì)出口端管線上。

4.4.1 對裝車計(jì)量，未配自動(dòng)取樣器，取樣應(yīng)在計(jì)量開始，中間和結(jié)束前10分鐘各取樣一次，并將所采油樣以相等體積摻和成一份組合試樣。

4.4.2 對裝船計(jì)量，未配自動(dòng)取樣器，應(yīng)在計(jì)量開始，罐內(nèi)油品流到取樣器時(shí)取樣一次，以后每隔1小時(shí)（裝船流量大于2000`(3`)/h）或2小時(shí)（裝船流量不大于2000`(3`)/h）以及計(jì)量結(jié)束前10分鐘各取樣一次，將所采油樣以相等體積摻和成一份組合試樣。

4.4.3 對管道連續(xù)輸油計(jì)量，每2小時(shí)取樣一次，每4時(shí)摻和成一份組合試樣。

4.5 原油密度測定

測定方法應(yīng)符合GB 1884《石油和液體石油產(chǎn)品密度測定法（密度計(jì)法）》的規(guī)定。

4.5.1 對裝車、裝船計(jì)量，整個(gè)計(jì)量過程做一個(gè)組合試樣，測定密度。4.5.2 對管道連續(xù)輸油計(jì)量，每4小時(shí)做一個(gè)組合試樣，測定其密度，將8時(shí)內(nèi)的二次組合試樣所測結(jié)果的算術(shù)平均值作為8小時(shí)的密度測定結(jié)果。

4.6 原油的含水測定

原油含水測定應(yīng)符合GB 260《石油產(chǎn)品水份測定法》或GB 8929《原油水含量測定法（蒸餾法）》的規(guī)定。

4.6.1 對裝車、裝船計(jì)量，整個(gè)計(jì)量過程做一個(gè)組合試樣。

4.6.2 對管道連續(xù)輸油計(jì)量，每4小時(shí)做一個(gè)組合試樣，測定其質(zhì)量含水量，將8時(shí)內(nèi)二次測定結(jié)果取算術(shù)平均值，作為8時(shí)內(nèi)的原油含水量。

第三篇：油氣管道腐蝕檢測

油氣管道腐蝕的檢測

摘要:油氣管道運(yùn)輸中的泄漏事故，不僅損失油氣和污染環(huán)境，還有可能帶來重大的人身傷亡。近些年來，管道泄漏事故頻繁發(fā)生，為保障管道安全運(yùn)行和將泄漏事故造成的危害減少到最小，需要研究泄漏檢測技術(shù)以獲得更高的泄漏檢測靈敏度和更準(zhǔn)確的泄漏點(diǎn)定位精度。本文介紹幾種檢測方法并針對具體情況進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵字：腐蝕檢測

渦流

漏磁

超聲波 引言：

在油氣管道運(yùn)輸中管道損壞導(dǎo)致的泄漏事故不僅浪費(fèi)了石油和天然氣，而且泄露的有毒氣體不僅污染環(huán)境，而且對人和動(dòng)物造成重大的傷害，因此直接有效的檢測技術(shù)是十分必要的，油氣管道檢測是直接利用儀器對管壁進(jìn)行測試，國內(nèi)外主要以超聲波、漏磁和禍流等領(lǐng)域的發(fā)展為代表。[1]

1、渦流檢測

電渦流效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理是電磁感應(yīng).電渦流是垂直于磁力線平面的封閉的 旋渦!狀感應(yīng)電流, 與激勵(lì)線圈平面平行, 且范圍局限于感應(yīng)磁場所能涉及的區(qū) 域.電渦流的透射深度見圖1, 電渦流集中在靠近激勵(lì)線圈的金屬表面, 其強(qiáng)度隨透射深度的增加而呈指數(shù)衰減, 此即所謂的趨膚效應(yīng).[1]

電渦流檢測金屬表面裂紋的原理是: 檢測線圈所產(chǎn)生的磁場在金屬中產(chǎn)生電渦流, 電渦流的強(qiáng)度與相位將影響線圈的負(fù)載情況, 進(jìn)而影響線圈的阻抗.如果表面存在裂紋, 則會(huì)切斷或降低電渦流, 即增大電渦流的阻抗, 降低線圈負(fù)載.通過檢測線圈兩端的電壓, 即可檢測到材料中的損傷.電渦流檢測裂紋原理見圖2.[2]

渦流檢測是一種無損檢測方法，它適用于導(dǎo)電材料。渦流檢測系統(tǒng)適應(yīng)于核電廠、煉油廠、石化廠、化學(xué)工廠、海洋石油行業(yè)、油氣管道、食品飲料加工廠、酒廠、通風(fēng)系統(tǒng)檢查、市政工程、鋼鐵治煉廠、航空航天工業(yè)、造船廠、警察/軍隊(duì)、發(fā)電廠等各方面的需求.[2] 渦流檢測的優(yōu)點(diǎn)為:1.對導(dǎo)電材料和表面缺陷的檢測靈敏度較高;2.檢測結(jié)果以電信號(hào)輸出，可以進(jìn)行白動(dòng)化檢測;3.渦流檢測儀器重量輕，操作輕便、簡單;4.采用雙頻技術(shù)可區(qū)分上下表面的缺陷:5.不需要禍合介質(zhì)，非接觸檢測;6.可以白動(dòng)對準(zhǔn)_!:件探傷;7.應(yīng)用范圍廣，可檢測非鐵磁性材料。

渦流檢測的缺點(diǎn)為:1.只適用于檢測導(dǎo)電材料;2.受集膚效應(yīng)影響，探傷深度與檢測靈敏度相矛盾，不易兩全:3.穿過式線圈不能判斷缺陷在管道圓周上所處的具體位置;4.要有參考標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行檢測:5.難以判斷缺陷的種類。[1]

2、超聲波檢測

超聲波檢測的基本原理基本原理見圖3所示。

垂直于管道壁的超聲波探頭對管道壁發(fā)出一組超聲波脈沖后，探頭首先接收到由管道壁內(nèi)表面反射的回波(前波)，隨后接收到由管道壁缺陷或管道壁外表面反射的回波(缺陷波或底波)。于是，探頭至管道壁內(nèi)表面的距離A與管道壁厚度T可以通過前波時(shí)間以及前波和缺陷波(或底波)的時(shí)間差來確定：

式中，為第一次反射回波(前波)時(shí)間，為第二次反射回波(底波或缺陷波)時(shí)間，為超聲波在介質(zhì)中的聲速、為超聲波在管道中的聲速。[3] 不過，僅僅根據(jù)管道壁厚度T曲線尚無法判別管道屬內(nèi)壁缺陷還是外壁缺陷，還需要根據(jù)探頭至管道壁內(nèi)表面的距離A曲線來判別。當(dāng)外壁腐蝕減薄時(shí)，距離A曲線不變；而當(dāng)內(nèi)壁腐蝕減薄時(shí)，距離A曲線與壁厚T曲線呈反對稱。于是，根據(jù)距離A和壁厚T兩條曲線，即可確定管道壁缺陷，并判別管道是內(nèi)壁腐蝕減薄缺陷還是外壁腐蝕減薄缺陷。[3] 超聲波檢測是通過超聲傳感器將高頻聲波射入被檢管道內(nèi)，如果其內(nèi)部有缺陷，則一部分入射的超聲波在缺陷處被反射回來，再利用傳感器將反射同來的信號(hào)接收，可以檢出缺陷的位置和大小。超聲檢測的常用頻率范圍為0.5一10MHz。

管道腐蝕缺陷深度和位置的直接檢測方法，是利用超聲波的脈沖反射原理來測量管壁腐蝕后的厚度，對管道材料的敏感性小，檢測時(shí)不受管道材料雜質(zhì)的影響，超聲波法的檢測數(shù)據(jù)簡單準(zhǔn)確，能夠檢測出管道的應(yīng)力腐蝕破裂和管壁內(nèi)的缺陷。適用于大直徑、厚管壁管道的檢查。超聲波檢測具有檢測成本低，現(xiàn)場使用方便，特別適用于檢驗(yàn)厚度較大的管道。[4] 超聲檢測作為一種成熟的無損檢測技術(shù)有著它白己的優(yōu)點(diǎn)，但還存在以下幾個(gè)方面的不足:1.必須去除表面涂層，或者對表面進(jìn)行打磨處理，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度;2.管材為圓柱曲面，容易造成禍合不良，檢測速度慢、時(shí)間一長:3.有一定的近場盲區(qū)，易造成漏檢:4.檢測結(jié)果帶有土觀因素，并與操作人員有關(guān):5.腐蝕坑底或腐蝕表面對聲波散射嚴(yán)重，造成回波信號(hào)降低;6.不適合在氣管線和含蠟高的油管線進(jìn)行檢測，具有一定局限性;7.內(nèi)、外壁回波難以判斷，容易發(fā)生誤判。

3、漏磁檢測

最適合油管探傷檢驗(yàn)的方法是漏磁法, 國內(nèi)油田現(xiàn)用的舊油管修復(fù)檢測線80%，[5]以上都采用了漏磁探傷方法 漏磁檢測是以自動(dòng)化為目的發(fā)展起來的一種自動(dòng)無損檢測技術(shù)，國外己經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。漏磁檢測的基本原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率特性之上的。鐵磁性材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于其它非鐵磁性介質(zhì)(如空氣)的磁導(dǎo)率。當(dāng)用磁場作用于被測對象并采用適當(dāng)?shù)拇怕穼⒋艌黾杏诓牧暇植繒r(shí)，一旦材料表面存在缺陷，缺陷附近將有一部分磁場外泄出來。用傳感器檢測這一外泄漏磁場可以確定有無缺陷，進(jìn)而可以評(píng)價(jià)缺陷的形狀尺寸。

鋼管缺陷瀚磁檢測原理是鋼管被永久磁鐵磁化后，當(dāng)鋼管中無缺陷時(shí)，磁力線絕大部分通過鋼管，見圖:當(dāng)管壁變薄，管內(nèi)、外壁局部被磨損，有腐蝕坑、凹坑、通孔等缺陷時(shí)，鋼管缺陷處的磁阻變大，聚集在管壁的部分磁通向外擴(kuò)張，磁力線發(fā)生彎曲井且有一部分磁力線泄翻出鋼管表面，利用磁感應(yīng)元件(霍爾元件)在鋼管表面相對切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電信號(hào)，通過對感應(yīng)電信號(hào)的特征提取來對缺陷進(jìn)行定性和定量分析。[6]

真實(shí)的缺陷具有比模擬缺陷復(fù)雜得多的兒何形狀，況且它們千差萬別地存在于不同的_1洲沖，要計(jì)算其漏磁場是很難的。在檢測中，要使它們的漏磁場達(dá)到足以形成明確顯示的程度是很有意義的，這里，必須考慮影響缺陷漏磁場強(qiáng)弱的各種因素。影響缺陷漏磁場的因素主要米口卜列三個(gè)方面。（1）磁化場對漏磁場的影響

l)當(dāng)磁化程度較低時(shí)，漏磁場偏小，且增加緩慢;2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%左右時(shí)，漏磁場不僅幅值較大，而且隨著磁化場的增加會(huì)迅速增大;3)漏磁場及其分量與鋼管表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比;4)漏磁場及其分量與磁化場方向和缺陷側(cè)壁外法向矢量之間的夾角余弦成正比。

（2）缺陷方向、大小和位置對漏磁場的影響 l)缺陷與磁化場方向垂直時(shí)，漏磁場最強(qiáng): 2)缺陷與磁化場方向平行時(shí)，粼磁場兒乎為零;3)缺陷在l:件表面的漏磁場最人，隨著離開表面中心水平距離的增加漏磁場迅速減小;4)缺陷深度較小時(shí)，隨著深度的增加漏磁場增加較快，當(dāng)深度增大到一定值后漏磁場增加緩慢;5)缺陷信號(hào)的幅值與缺陷寬度對應(yīng)，缺陷長度對翻磁信號(hào)兒乎沒有影響;6)缺陷寬度相同時(shí)，隨深度的增加，漏磁場隨之增人;（3）工件材質(zhì)及工況對漏磁場的影響

鋼材的磁特性是隨其合金成分(尤其是含碳?jí)?、熱處理狀態(tài)而變化的，相同的磁化強(qiáng)度、相同的缺陷對不同的磁性材料，缺陷漏磁場不一樣，土要表現(xiàn)為以下二點(diǎn):(l)對于兒何形狀不同的被測物體，如果表面的磁性場相同而被測物體磁性不同，則缺陷處的漏磁場不同，磁導(dǎo)率低的材料漏磁場小:(2)被測材料相同，如果熱處理狀態(tài)不同，則磁導(dǎo)率不一樣，缺陷處的漏磁場也不同;(3)當(dāng)l:件表面有覆蓋層(涂層、鍍層)時(shí)，隨著覆蓋層厚度的增加，漏磁場將減弱。[1] 同樣漏磁檢測也存在它自己的特點(diǎn)。漏磁檢測的優(yōu)點(diǎn)是1.適用于檢測中小型管道;2.不需要禍合，檢測速度快，效率高:3.檢測靈敏度高，可靠性好;4.可對缺陷進(jìn)行量化處理:5.同磁粉相比便于操作，改善_l:作環(huán)境適合于對壁減和腐蝕坑等形式的缺陷普卉，檢測效果突出;6.易于實(shí)現(xiàn)白動(dòng)化。除此之外漏磁檢測也有它的缺點(diǎn)，漏磁檢測的缺點(diǎn)是:1.材料只適用于鐵磁性金屬材料，不適用I幾1卜鐵磁性金屬;2.被檢管道不能太厚，否則容易出現(xiàn)虛假數(shù)據(jù):3.很難判斷缺陷是在上表面還是在下表面:4.儀器重量比較人。

實(shí)例： 新疆某油田某天然氣管線始于西氣東輸一線主力氣田, 管徑為 1 016 mm, 管線全長約160 km。鑒于管道完整性管理要求, 油田特委托ROSEN 公司對該管線進(jìn)行了基于漏磁通原理的管道金屬損失的內(nèi)檢測工作, 其完整的內(nèi)檢測過程主要包括以下幾個(gè)步驟。

1）管道機(jī)械清洗 機(jī)械清管的主要目的是清出管內(nèi)的污物、障礙物、沉積雜質(zhì)和管壁結(jié)蠟, 最大程度地保證內(nèi)檢測效果的準(zhǔn)確性。

2）管道變徑檢測 管道變徑檢測是對管道的通過性能(最小通過直徑)進(jìn)行測試, 其檢測結(jié)果用于判斷管道能否進(jìn)行下一步的幾何檢測和漏磁檢測。3）電子幾何清管器的內(nèi)幾何檢測(EGP)電子內(nèi)幾何檢測是對管道內(nèi)的管段、設(shè)備進(jìn)行檢測并模擬漏磁通檢測的一項(xiàng)檢測內(nèi)容, 用以推論這條管線沒有影響ROSEN 公司CDP 檢測的主要障礙。4）漏磁通金屬損失檢測(CDP)（1）設(shè)置定標(biāo)點(diǎn) 由于內(nèi)檢測器的里程輪在如此長距離的管線中行走, 由于打滑或者彎頭的影響, 很容易導(dǎo)致累積誤差, 導(dǎo)致以后找?guī)缀稳毕蔹c(diǎn)出現(xiàn)困難。為了便于以后對此次漏磁檢測工程中檢測出來的缺陷點(diǎn)進(jìn)行開挖驗(yàn)證或是進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng), 必須在管線的沿途對行走距離進(jìn)行修正。此次檢測共設(shè)置了21 個(gè)BM5 型跟蹤器和30 個(gè)BM7 型定標(biāo)點(diǎn)。平均每隔5.32 km設(shè)置一個(gè)定標(biāo)點(diǎn)對內(nèi)檢測器在管線的行走距離進(jìn)行修正。

（2)漏磁通金屬損失檢測 5）數(shù)據(jù)處理及最終報(bào)告 6）最終評(píng)價(jià)。[4] 除了這三種最常用的檢測技術(shù)之外還有磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測等檢測方法。下面對這幾種方法進(jìn)行簡單的介紹。

4、磁粉檢測

磁粉檢測方法是美國人霍克(HOKE)1922年提出的口磁粉法是檢測鐵磁性材料表面或近表面的裂紋、折疊、夾渣等缺陷，并能確定缺陷位置和人小的一種簡單易行的方法。檢測時(shí)先將管道被檢部分磁化，在被檢測部位及周圍產(chǎn)生磁場。如果有缺陷，缺陷處磁阻比材料本身磁阻大得多，因此在缺陷處磁力線會(huì)產(chǎn)生彎曲繞行現(xiàn)象。當(dāng)缺陷位于管道表面或近表面時(shí)，一部分磁力線繞過缺陷暴露在空氣中，產(chǎn)生所謂的漏磁現(xiàn)象。在管道表面撒上鐵磁粉或涂上磁粉混濁液，則缺陷處的漏磁場會(huì)吸住部分磁粉而把缺陷顯現(xiàn)出來。

磁粉檢測所需的設(shè)備簡單，操作方便，迅速可靠，對表面缺陷檢測靈敏度高，缺陷較直觀，成本低。但缺陷的顯現(xiàn)程度與缺陷同磁力線的相對位置有關(guān)，當(dāng)缺陷與磁力線垂直時(shí)顯現(xiàn)得最清楚，當(dāng)缺陷與磁力線平行時(shí)則不易顯現(xiàn)出來。只能檢測出缺陷的位置和在表面方向上的長度，不能檢測出缺陷深度，檢測靈敏度隨缺陷深度而下降。

磁粉檢測作為一種成熟的無損檢測技術(shù)，土要應(yīng)川在焊縫和l;件表面或近表面裂紋檢測。因?yàn)楣艿劳烈毕菪问绞潜跍p和腐蝕坑，如果應(yīng)用磁粉檢測會(huì)增人勞動(dòng)強(qiáng)度，工作環(huán)境惡劣，檢測效果并不是很好，所以磁粉檢測不適用于管道腐蝕的檢測工作。[7] 5滲透檢測

滲透檢測是探杏物體表面開口缺陷的一種方法，物體可以是鐵或非鐵磁性金屬材料以及非金屬材料[8]。方法是先將滲透劑滲入缺陷，在施加顯像劑以后，由I.表面上形成顯像膜，缺陷中的滲透劑就通過毛細(xì)作用被吸出至材料表面。從缺陷滲出的滲透劑以跡象的形式顯示出缺陷，并比實(shí)際缺陷大，易于發(fā)現(xiàn)，肉眼就能看出材料的缺陷。

滲透探傷的優(yōu)點(diǎn)有設(shè)備、材料簡單;對表面缺陷可靠性高。而滲透檢測存在的不足之處是對表面清潔度要求高;難以確定缺陷深度;受操作人員的影響大等。[1]

6、射線檢測

射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)是隨著成像物體的變動(dòng)圖像迅速改變的電子學(xué)成像方法，和膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)兒乎是同時(shí)發(fā)展的。早期的射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)系統(tǒng)是X射線熒光檢驗(yàn)系統(tǒng)，采用熒光屏將X射線照相的強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為可見光圖像[9]。對管道進(jìn)行放射線檢杳的方法是:利用放射線檢杏管道，計(jì)量壁厚腐蝕深度，管道截面部位的壁厚通過照片上的尺寸計(jì)舉，通過擴(kuò)人率算出實(shí)際壁厚。實(shí)際上利用這種方法只能計(jì)暈管道截面部位的壁厚，它不能計(jì)景截面以外的平面部位的壁厚，最主要的是射線的散射不容易控制，容易發(fā)生泄漏[10]。

7、工業(yè)CT檢測

CT技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，首先是在醫(yī)療診斷領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，隨后推廣到無損檢測和其他領(lǐng)域。日前在一l二業(yè)CT方面發(fā)展最快的是X射線和丫射線。在管道檢測方面，20世紀(jì)80年代初，前蘇聯(lián)就采用cT技術(shù)檢測功210mm鋁管。[11] CT成像法可顯示管道內(nèi)部的剖面圖像，優(yōu)點(diǎn)是對腐蝕和堵塞結(jié)果明顯，而且還可定量顯示腐蝕后的壁厚和結(jié)垢的堵塞率，是一種理想的檢測方法，但是普通的CT成像裝置用大電流、高功率的強(qiáng)X射線源，用兒百個(gè)檢測器組成陣列，在兒百個(gè)方向上取投影數(shù)據(jù)，設(shè)備人而笨，成本太高[12] 結(jié)束語：

本文對現(xiàn)有的油氣管道腐蝕的檢測技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的檢測技術(shù)將不斷得到改善，同時(shí)也會(huì)有新的檢測技術(shù)出現(xiàn)，石油氣因?yàn)楦g而泄漏的事故也會(huì)不斷減少。參考文獻(xiàn)

[1]王亞東 鋼管漏磁檢測技術(shù)的研究 碩士研究生學(xué)位論文；

[2]陳曉雷 王秀琳 基于渦流技術(shù)的檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)；

[3]鐘家維 沈建新 賀志剛 喻西崇 管道內(nèi)腐蝕檢測新技術(shù)和新方法； [4]張偉 蔡青青 張磊 張勇 周衛(wèi)軍 漏磁檢測技術(shù)在新疆某油田的應(yīng)用 [5]權(quán)高軍 漏磁檢測技術(shù)在油管修復(fù)中的應(yīng)用 [6]基于小波分析的輸油管道泄漏檢測方法研究 [7]穿越河流輸油管道的安全性評(píng)估 [8]馬銘剛，程望琦，王怡之，等.無損檢測.第一版.北京:石油工業(yè)出版社，1986.1一4 [9]鄭世才.射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù).無損檢測，2000，22(7):328 [10]李艷芝，李景輝.利用圖像片判斷管道腐蝕深度的方法—可以在現(xiàn)場使用的檢卉判斷技術(shù).焊管，2003，23(2):57~59 [11]陳金根.CT技術(shù)與無損檢測.無損檢測，1991，13(4):91一95 [12]顧本立，李虹.在役管道CT檢測儀.無損檢測，2001，23(l):23~24

第四篇：油氣管道巡線范文

油氣管線是我們國家及其重要的經(jīng)濟(jì)與軍事命脈。西氣東輸管道蜿蜒，油氣管線總里程約5萬余公里。油氣管線已貫通四川、塔里木和青海等大油氣區(qū)，已經(jīng)形成大規(guī)模的油氣管網(wǎng)。

目前“巡線人員手握紙筆填寫記錄”的巡線方式還比較落后，當(dāng)遇到惡劣氣候和極端環(huán)境，現(xiàn)場記錄的準(zhǔn)確性就會(huì)大打折扣。更加不可預(yù)見的是“發(fā)生管線泄露”，怎樣如實(shí)上報(bào)？怎樣精準(zhǔn)的描述險(xiǎn)情？怎樣及時(shí)調(diào)撥人力物力進(jìn)行補(bǔ)救？

傳統(tǒng)的人工巡線方法不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對山區(qū)、河流、沼澤以及無人區(qū)等地的石油管道的巡檢；或是在冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡、夜晚期間巡線檢查，所花時(shí)間長、人力成本高、困難大。此外，有一些巡檢項(xiàng)目靠常規(guī)方法還難以完成。

無人機(jī)具有成本低廉、方便運(yùn)輸、操作簡便以及維護(hù)簡單等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)使得無人機(jī)很適合對石油管道的監(jiān)測和維護(hù)。管道巡線無人機(jī)系統(tǒng)的投入使用，不僅可以省去耗時(shí)耗力的人工監(jiān)測，而且巡線速度快，信息反饋及時(shí)，保證了及早發(fā)現(xiàn)問題及早修復(fù)，這樣可以將損失減到最低。

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第五篇：油氣管道無損檢測技術(shù)

油氣儲(chǔ)運(yùn)前言知識(shí)講座

油氣管道無損檢測技術(shù)

管道作為大量輸送石油、氣體等能源的安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸手段,在世界各地得到了廣泛應(yīng)用,為了保障油氣管道安全運(yùn)行,延長使用壽命,應(yīng)對其定期進(jìn)行檢測,以便發(fā)現(xiàn)問題,采取措施。

一、管道元件的無損檢測

（一）管道用鋼管的檢測

埋地管道用管材包括無縫鋼管和焊接鋼管。對于無縫鋼管采用液浸法或接觸法超聲波檢測主要來發(fā)現(xiàn)縱向缺陷。液浸法使用線聚焦或點(diǎn)聚焦探頭,接觸法使用與鋼管表面吻合良好的斜探頭或聚焦斜探頭。所有類型的金屬管材都可采用渦流方法來檢測它們的表面和近表面缺陷。對于焊接鋼管，焊縫采用射線抽查或100 %檢測，對于100 %檢測，通常采用X射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)。

（二）管道用螺栓件

對于直徑> 50 mm 的鋼螺栓件需采用超聲來檢測螺栓桿內(nèi)存在的冶金缺陷。超聲檢測采用單晶直探頭或雙晶直探頭的縱波檢測方法。

二、管道施工過程中的無損檢測

（一）各種無損檢測方法在焊管生產(chǎn)中的配置

國外在生產(chǎn)中常規(guī)的主要無損檢測配置如下圖一中的A、B、C、E、F、G、H工序。我國目前生產(chǎn)中的檢測配置主要崗位如下圖中的A、C、D、E、F、G、H工序。

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圖一 大口徑埋弧焊街鋼管生產(chǎn)無損檢測崗位配置

（二）超聲檢測

全自動(dòng)超聲檢測技術(shù)目前在國外已被大量應(yīng)用于長輸管線的環(huán)焊縫檢測，與傳統(tǒng)手動(dòng)超聲檢測和射線檢測相比，其在檢測速度、缺陷定量準(zhǔn)確性、減少環(huán)境污染和降低作業(yè)強(qiáng)度等方面有著明顯的優(yōu)越性。

全自動(dòng)相控陣超聲檢測系統(tǒng)采用區(qū)域劃分方法，將焊縫分成垂直方向上的若干個(gè)區(qū)，再由電子系統(tǒng)控制相控陣探頭對其進(jìn)行分區(qū)掃查，檢測結(jié)果以雙門帶狀圖的形式顯示，再輔以TOFD(衍射時(shí)差法)和B掃描功能，對焊縫內(nèi)部存在的缺陷進(jìn)行分析和判斷。

全自動(dòng)超聲波現(xiàn)場檢測時(shí)情況復(fù)雜，尤其是軌道位置安放的精確度、試塊的校準(zhǔn)效果、現(xiàn)場掃查溫度等因素會(huì)對檢測結(jié)果產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，因此對檢測結(jié)果的評(píng)判需要對多方面情況進(jìn)行綜合考慮，收集各種信息，才能減少失誤。

（三）射線檢測

射線檢測一般使用X 射線周向曝光機(jī)或γ射線源，用管道內(nèi)爬行器將射線源送入管道內(nèi)部環(huán)焊縫的位置，從外部采用膠片一次曝光，但膠片處理和評(píng)價(jià)需要較長的時(shí)間，往往影響管道施工的進(jìn)度，因此，近年來國內(nèi)外均開發(fā)出專門用于管道環(huán)焊縫檢測的X 射線實(shí)時(shí)成像檢測設(shè)備。

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圖二 管道環(huán)焊縫自動(dòng)掃描X射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)

圖二為美國Envision公司生產(chǎn)的管道環(huán)焊縫自動(dòng)掃描X射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)，該設(shè)備采用目前最先進(jìn)的CMOS成像技術(shù)，用該設(shè)備完成Φ 609mm(24 in)管線連接焊縫的整周高精度掃描只需1～2 min，掃描寬度可達(dá)75 mm，該設(shè)備圖像分辨率可達(dá)80μm，達(dá)到和超過一般的膠片成像系統(tǒng)。

（四）磁粉檢測

磁粉檢測的基礎(chǔ)是缺陷處漏磁場與磁粉的磁相互作用。鐵磁性材料或工件被磁化后，由于不連續(xù)性的存在，使工件表面或近表面的磁力線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小。

國內(nèi)很少對焊管坡口面進(jìn)行磁粉檢測。國外使用的自動(dòng)檢測系統(tǒng)，主要采用熒光磁懸液濕法檢測。自動(dòng)磁粉檢測設(shè)備采用磁化線圈在鋼管壁厚方向?qū)ζ驴诿婢植看呕瑫r(shí)在坡口表面噴灑熒光磁懸液，憑借在該部位裝置的高分辨率攝像系統(tǒng)，將磁化、磁懸液噴灑區(qū)域的影像傳輸在旁邊的監(jiān)視屏上，操作人員監(jiān)視屏幕，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)磁痕影像，找出缺陷。

磁粉檢測適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面的缺陷，因此對于奧氏體不銹鋼和有色金屬等非鐵磁性材料不能用磁粉檢測的方法進(jìn)行探傷。由

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于馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼具有磁性，因此可以進(jìn)行磁粉檢測。磁粉檢測可以發(fā)現(xiàn)表面和近表面的裂紋、夾雜、氣孔、未熔合、未焊透等缺陷，但難以發(fā)現(xiàn)表面淺而寬的凹坑、埋藏較深的缺陷及與工件表面夾角極小的分層。

三、鋼質(zhì)管道管體無損檢測技術(shù)

鋼質(zhì)管道管體的無損檢測，主要就是管體的完整性（如剩余壁厚、管道缺陷、表面腐蝕形態(tài)、腐蝕產(chǎn)物類型、腐蝕深度等）檢測。表一列出了目前常用的管道檢測技術(shù)及其檢測內(nèi)容。

表一 管道檢測技術(shù)分類

（一）彈性波檢測技術(shù)

彈性波檢測是利用管道泄漏引起的管道內(nèi)壓力波的變化來進(jìn)行診斷定位，一般可分為聲波、負(fù)壓力波和壓力波三種。其主要工作原理是利用安置好的傳感器來檢測管道泄漏時(shí)產(chǎn)生的彈性波并進(jìn)行探測定位。這種技術(shù)的關(guān)鍵是區(qū)分正常操作時(shí)和發(fā)生泄漏時(shí)的彈性波。目前有兩種方法，一

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種是利用硬件電路的延時(shí)來進(jìn)行信號(hào)過濾，另一種是結(jié)合結(jié)構(gòu)模式識(shí)別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來區(qū)分正常操作時(shí)和發(fā)生事故時(shí)產(chǎn)生的不同波形，從而更好地監(jiān)測管道的運(yùn)行。

（二）漏磁通檢測技術(shù)

漏磁式管道腐蝕檢測設(shè)備的工作原理是利用自身攜帶的磁鐵，在管壁圓周上產(chǎn)生一個(gè)縱向磁回路場。如果管壁沒有缺陷，則磁力線封閉于管壁之內(nèi)，均勻分布。如果管內(nèi)壁或外壁有缺陷，則磁通路變窄，磁力線發(fā)生變形，部分磁力線將穿出管壁產(chǎn)生漏磁。漏磁檢測原理圖三所示。

圖三 漏磁檢測原理

漏磁場被位于兩磁極之間的緊貼管壁的探頭檢測到，并產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)信號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后被記錄到檢測器上的存儲(chǔ)器中，檢測完成后，再通過專用軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行回放處理、判斷識(shí)別。

從整個(gè)檢測過程來說，漏磁檢測可分為圖四所示的四個(gè)部分：

圖四 漏磁檢測流程圖

漏磁檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；較高的檢測可靠性；（2）可以實(shí)現(xiàn)缺陷的初步量化；（3）在管道檢測中，厚度達(dá)到30mm的壁厚范

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圍內(nèi)，可同時(shí)檢測內(nèi)外壁缺陷；（4）高效，無污染，自動(dòng)化的檢測可以獲得很高的檢測效率。

漏磁檢測技術(shù)的局限性：（1）只適用于鐵磁材料；（2）檢測靈敏度低；（3）缺陷的量化粗略；（4）受被檢測工件的形狀限制由于采用傳感器檢測漏磁通，漏磁場方法不適合檢測形狀復(fù)雜的試件；（5）漏磁探傷不適合開裂很窄的裂紋，尤其是閉合型裂紋；（6）不能對缺陷的類型或者缺陷的嚴(yán)重程度直接作定量性的分析。

（三）超聲波檢測技術(shù)

管道超聲檢測是利用現(xiàn)有的超聲波傳感器測量超聲波信號(hào)往返于缺陷之間的時(shí)間差來測定缺陷和管壁之間的距離；通過測量反射回波信號(hào)的幅值和超聲波探頭的發(fā)射位置來確定缺陷的大小和方位。

圖五為超聲波檢測原理圖, 圖中Wt代表管道正常壁厚, SO代表超聲波探頭與管道內(nèi)表面間的標(biāo)準(zhǔn)位移。

圖五 超聲波檢測原理圖

超聲波檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）檢測速度快，檢測成本低；（2）檢測厚度大，靈敏度高；（3）缺陷定位較準(zhǔn)確；（4）對細(xì)微的密閉裂紋類缺陷靈

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敏度高。

超聲波檢測的缺點(diǎn)：（1）由于受超聲波波長的限制，該檢測法對薄管壁的檢測精度較低，只適合厚管壁，同時(shí)對管內(nèi)的介質(zhì)要求較高；（2）當(dāng)缺陷不規(guī)則時(shí)，將出現(xiàn)多次反射回波，從而對信號(hào)的識(shí)別和缺陷的定位提出了較高要求；（3）由于超聲波的傳導(dǎo)必須依靠液體介質(zhì)，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測器不適合在氣管線和含蠟高的油管線上進(jìn)行檢測，具有一定局限性。

（四）電磁超聲檢測

電磁超聲技術(shù)（EMAT）是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的無損檢測新技術(shù)。這一技術(shù)是以洛侖茲力、磁致伸縮力、電磁力為基礎(chǔ)，用電磁感應(yīng)渦流原理激發(fā)超聲波。

電磁超聲的發(fā)射和接收是基于電磁物理場和機(jī)械波振動(dòng)場之間的相互轉(zhuǎn)化，兩個(gè)物理場之間通過力場相互聯(lián)系。從物理學(xué)可知，在交變的磁場中，金屬導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生渦流，同時(shí)該電流在磁場中會(huì)受到洛侖茲力的作用，而金屬介質(zhì)在交變應(yīng)力的作用下將產(chǎn)生應(yīng)力波，頻率在超聲波范圍內(nèi)的應(yīng)力波即為超聲波。與之相反，該效應(yīng)具有可逆性，返回聲壓使質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)在磁場作用下也會(huì)使渦流線圈兩端的電壓發(fā)生變化，因此可以通過接收裝置進(jìn)行接收并放大顯示。人們把用這種方法激發(fā)和接收的超聲波稱為電磁超聲。

與傳統(tǒng)壓電超聲換能器相比，EMA的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）非接觸檢測，不需要耦合劑；（2）可產(chǎn)生多種模式的波，適合做表面缺陷檢測；（3）適合高溫檢測；（4）對被探工件表面質(zhì)量要求不高；（5）在實(shí)現(xiàn)同樣功能的油氣儲(chǔ)運(yùn)前言知識(shí)講座

前提下，EMAT探傷設(shè)備所用的通道數(shù)和探頭數(shù)都少于壓電超聲；（6）發(fā)現(xiàn)自然缺陷的能力強(qiáng)，對不同的入射角有明顯的端角反射，對表面裂紋檢測靈敏度較高。

EMA的缺點(diǎn)：（1）EMAT的換能效率要比傳統(tǒng)壓電換能器低20—40dB；（2）探頭與試件距離應(yīng)盡可能??；（3）EMAT僅能應(yīng)用于具有良好導(dǎo)電性能的材料中。

（五）渦流檢測技術(shù)

渦流檢測技術(shù)是目前采用較為廣泛的管道無損檢測技術(shù)，其原理為：當(dāng)一個(gè)線圈通交變電時(shí)，該線圈將產(chǎn)生一個(gè)垂直于電流方向（即平行于線圈軸線方向）的交變磁場，把這個(gè)線圈靠近導(dǎo)電體時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場會(huì)在導(dǎo)電體中感應(yīng)出渦電流（簡稱渦流），其方向垂直于磁場并與線圈電流方向相反。導(dǎo)電體中的渦流本身也要產(chǎn)生交變磁場，該磁場與線圈的磁場發(fā)生作用，使通過線圈的磁通發(fā)生變化，這將使線圈的阻抗發(fā)生變化，從而使線圈中的電流發(fā)生變化。通過監(jiān)測線圈中電流的變化（激勵(lì)電流為恒定值），即可探知渦流的變化，從而獲得有關(guān)試件材質(zhì)、缺陷、幾何尺寸、形狀等變化的信息。

渦流檢測技術(shù)可分為常規(guī)渦流檢測、透射式渦流檢測和遠(yuǎn)場渦流檢測。常規(guī)渦流檢測受到趨膚效應(yīng)的影響，只適合于檢測管道表面或者亞表面缺陷，而透射式渦流檢測和遠(yuǎn)場渦流檢測則克服了這一缺陷，其檢測信號(hào)對管內(nèi)外壁具有相同的檢測靈敏度。其中遠(yuǎn)場渦流法具有檢測結(jié)果便于自動(dòng)化檢測(電信號(hào)輸出)、檢測速度快、適合表面檢測、適用范圍廣、安全方便以及消耗的物品最少等特點(diǎn)，在發(fā)達(dá)國家得到廣泛的重視，廣泛用于在油氣儲(chǔ)運(yùn)前言知識(shí)講座

用管道的檢測。

渦流檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：（1）檢測速度高，檢測成本低，操作簡便；（2）探頭與被檢工件可以不接觸，不需要耦合介質(zhì)；（3）檢測時(shí)可以同時(shí)得到電信號(hào)直接輸出指示的結(jié)果，也可以實(shí)現(xiàn)屏幕顯示；（4）能實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化檢測，并可實(shí)現(xiàn)永久性記錄。

渦流檢測技術(shù)的缺點(diǎn)：（1）只適用于導(dǎo)電材料，難以用于形狀復(fù)雜的試件；（2）只能檢測材料或工件的表面、近表面缺陷；（3）檢測結(jié)果不直觀，還難以判別缺陷的種類、性質(zhì)以及形狀、尺寸等；（4）檢測時(shí)受干擾影響的因素較多，易產(chǎn)生偽顯示。

（六）激光檢測技術(shù)

激光檢測系統(tǒng)主要包括激光掃描探頭、運(yùn)動(dòng)控制和定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)三個(gè)部分，利用了光學(xué)三角測量的基本原理。與傳統(tǒng)的渦流法和超聲波法相比，激光檢測（或輪廓測量）技術(shù)具有檢測效率高、檢測精度高、采樣點(diǎn)密集、空間分辨力高、非接觸式檢測，以及可提供定量檢測結(jié)果和提供被檢管道任意位置橫截面顯示圖、軸向展開圖、三維立體顯示圖等優(yōu)點(diǎn)。

但是激光檢測方法只能檢測物體表面，要全面掌握被測對象的情況，必須結(jié)合多種無損檢測方法，取長補(bǔ)短。

（七）管道機(jī)器人檢測技術(shù)

管道機(jī)器人是一種可在管道內(nèi)行走的機(jī)械，可以攜帶一種或多種傳感器，在操作人員的遠(yuǎn)端控制下進(jìn)行一系列的管道檢測維修作業(yè)，是一種理想的管道自動(dòng)化檢測裝置。

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一個(gè)完整的管道檢測機(jī)器人應(yīng)當(dāng)包括移動(dòng)載體、視覺系統(tǒng)、信號(hào)傳送系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。管道機(jī)器人的主要工作方式為: 在視覺、位姿等傳感器系統(tǒng)的引導(dǎo)下，對管道環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，接近檢測目標(biāo)，利用超聲波傳感器、漏磁通傳感器等多種檢測傳感器進(jìn)行信息檢測和識(shí)別，自動(dòng)完成檢測任務(wù)。其核心組成為管道環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)（視覺系統(tǒng)）和移動(dòng)載體。目前國外的管道機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較成熟，它不僅能進(jìn)行管道檢測，還具有管道維護(hù)與維修等功能，是一個(gè)綜合的管道檢測維修系統(tǒng)。

四、管道外覆蓋層檢測技術(shù)

（一）PCM檢測法

PCM（多頻管中電流檢測法）評(píng)價(jià)的核心是遙控地ICI電流信號(hào)的張弱來控制發(fā)射到管道表ICI的電流，通過檢測到的電流變化規(guī)律，進(jìn)而判斷外防腐層的破損定位與老化程度。加載到管道上的電流會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁場，磁場張弱與加載電流的大小成正比，同時(shí)隨著傳輸距離增大，電流信號(hào)逐漸減小。當(dāng)管道外涂層有破損時(shí)，電流通過破損點(diǎn)流向大地，該點(diǎn)處的電流衰減率突然增大，可判定外涂層破損點(diǎn)的位置。

但PCM法對較近的多條管道難以分辨、在管道交叉、拐點(diǎn)處及存在交流電干擾時(shí)，測得數(shù)據(jù)誤差大。

（二）DCVG檢測技術(shù)

DCVG（直流電壓梯度測試技術(shù)）的原理是對管道上加直流信號(hào)時(shí)，在管道防腐層破損裸漏點(diǎn)和土壤之間會(huì)出現(xiàn)電壓梯度。在破損裸漏點(diǎn)附近部位，電流密度將增大，電壓梯度也隨著增大。普遍情況下，裸漏面積與電

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壓梯度成正。直流電壓梯度檢測技術(shù)就是基于上述原理的。

在用DCVG測量時(shí)，為了便于對信號(hào)的觀察和解釋，需要加一個(gè)斷流器在陰極保護(hù)輸出上。測量過程中，沿管線以2m的間隔在管頂上方進(jìn)行測量。

DCVG的優(yōu)點(diǎn)為能準(zhǔn)確地測出防腐層的破損位置，判斷缺陷的嚴(yán)重程度和估計(jì)缺陷大小，之后根據(jù)檢測結(jié)果提供合理的維護(hù)和改造建議；測量操作簡單，準(zhǔn)確度高，在測量過程中不受外界干擾，幾乎不受地形影響。缺點(diǎn)在于整個(gè)過程需沿線步行檢測，不能指示管道陰極保護(hù)的效果和涂層剝離；環(huán)境因素會(huì)引起一定誤差，如雜散電流、地表土壤的電阻率等。

（三）Pearson檢測法

Pearson檢測法（皮爾遜檢漏法）的原理是對管道施加交流信號(hào)，此信號(hào)會(huì)通過管道防腐層的破損點(diǎn)處流失到土壤中，因此距離破損點(diǎn)越遠(yuǎn)，電流密度越小，破損點(diǎn)的上方地表形成一個(gè)交流電壓梯度。檢測過程中，兩位測試員相距3~6m，腳穿鐵釘鞋或手握探針，將各探測的的電壓信號(hào)發(fā)回接收裝置，信號(hào)經(jīng)濾波、放大，即能得到檢測結(jié)果。

Pearson檢測法是目前國內(nèi)最常用的檢測技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）有較成熟的使用經(jīng)驗(yàn)，并且檢測速度較快，能沿線檢測防腐層破損點(diǎn)和金屬物體；（2）能識(shí)別破損點(diǎn)大小，還能測到微小漏點(diǎn)，長輸管道的檢測與運(yùn)行維護(hù)中有良好的使用反饋。

Pearson檢測法的不足之處在于，（1）整個(gè)檢測過程需步行；（2）不能指明出缺陷的損壞程度；（3）對操作者的技能求高；（4）在水泥或?yàn)r青地面上檢測接地困難。

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（四）標(biāo)準(zhǔn)管/地（P/S）電位測試法

標(biāo)準(zhǔn)管/地（P/S）電位測試法的原來是采用萬用表來測接地Cu/CuS04電極與管道表ICI某監(jiān)測點(diǎn)之間的電位，通過電位與距離構(gòu)成的曲線了解電位的分布，把當(dāng)前電位與以往電位區(qū)別開來，可用檢測來的陰極保護(hù)電位來判定是否對管道外涂層起保護(hù)作用。

目前,地面測量管道保護(hù)電位的通用方法就是標(biāo)準(zhǔn)管/地電位測試法，其優(yōu)點(diǎn)是無需開挖管道、現(xiàn)場取得數(shù)據(jù)容易、檢測速度快(每天10~50km)。一般情況,每隔1km左右設(shè)一個(gè)測試樁，所以這種方法只能總體評(píng)估這一管段的防腐層，不能詳細(xì)地評(píng)價(jià)防腐層缺陷，不能確定防腐層的缺陷位置以及缺陷的分布情況。故此方法不適合用于無陰極保護(hù)或測試樁的管道。