金兆波
大庆市汇通建筑安装工程有限公司 黑龙江省大庆市 163311
摘要：由于油气管道本体缺陷容易引发管道泄漏甚至爆炸事故，因此快速及时地对管道进行全面检测，找到管道本体缺陷，对于提高油气管道事故抢修效率意义重大。目前应用较多的油气管道无损检测技术除常规检测RT、UT、MT、PT四项外，还有涡流检测（ECT）、声发射检测（AE）、热像/红外（TIR）、泄漏试验（LT）、交流场测量技术（ACFMT）、漏磁检验（MFL）、远场测试检测方法（RFT）、超声波衍射时差法（TOFD）、超声导波腐蚀检测等。采用磁致伸缩低频超声导波系统，对某油田的油气管道进行腐蚀检测，结合相控阵C扫描检测检测进行验证，检测效果良好。
关键词：油气管道;超声导波腐蚀检测技术;应用;
引言
管道完整性管理包括数据收集与整理、高后果区识别、风险评价、完整性评价、维护与维修及效能评价六个步骤，其中完整性评价包括外腐蚀评价、内腐蚀评价及压力试验。虽然内检测评价技术准确性相对较高，但对于大部分在役油气管道无收发球等配套装置，且在实施过程中风险较大，主要是管道本身清洁度不高，检测器在行进过程中遇到弯管或变径处容易卡堵，所以在役管道多采用外腐蚀评价技术。超声导波检测技术在理想条件下对表面状况良好的直管段可实现约200m(探头两侧各100m)的全面扫查，针对无法实施直接检测的在役管线，往往优先选择超声导波检测技术。
1超声导波检测基本原理
超声导波是一种在有限介质内平行于边界面传播的机械波，波的传输受介质的几何边界导向，其形态会受到介质的几何形状影响。如图1将超声导波探头置于被检构件某处，由探头进行导波激发，当导波沿着构件完整处进行传播时，其相速度将与群速度保持一致。导波能够快速完成长距离管道100%覆盖检测，当经过孔蚀、局部减薄、裂纹和变形等不连续截面时，将会产生大量因截面变化而返回的反射波，当缺陷回波被探头接收时，通过对反射回波幅值大小及结合被检构件自身结构特征进行综合分析，即可判断被检构件自身可能存在的缺陷及缺陷位置。
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图1超声导波检测基本原理图
2技术优势
2.1. 检测灵敏度高
最高检测灵敏度为管道横截面积损失量的1%（最新试验数据），可靠检测灵敏度为管道横截面积损失量的5%，监测时灵敏度可以达到管道横截面积损失量的0.6%。
根据现场检测情况，超声导波检测系统所能检测出的缺陷是指腐蚀或裂纹损失面积占整个管道总横截面积的百分比，其可靠灵敏度为2%-5%。
2.2.检测范围广
在役油气管道超声导波检测温度范围不低于-40℃～500℃；能检测带伴热管的管线和管廊密排管线；并行管线之间的最小间距为20毫米；
良好状态下(地上直管段，管道状态内外壁有轻微腐蚀，10年至20年服役管道)单方向可检测100米处管道横截面积损失量的6%及以上的缺陷；典型埋地敷设状态下，服役寿命30年以上管道，单方向可检测50米处管道横截面积损失量的6%及以上的缺陷；特殊状态下（地上直管段，管道状态内外壁有非常严重腐蚀，或地埋管线）单方向可检测10米-30米处管道横截面积损失量的6%及以上的缺陷；
2.3.缺陷轴向位置精度
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超声导波检测能对非铁磁性金属材料管道进行快速检测以及非金属材料（如PVC材料、PE材料）管道实施快速检测；
3在役油气管道超声导波腐蚀检测
根据被检测构件的材料和规格，在实验室内选择相应符合规定的对比试件绘制距离-波幅曲线。该曲线族由评定线和判废线组成，判废线由9%截面积损失率的人工缺陷反射波幅直接绘制而成，评定线为判废线高度的一半，即减6dB。评定线及其以下区域为Ⅰ区，评定线与判废线之间为Ⅱ区，判废线及其以上区域为Ⅲ区。
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图4 距离-波幅曲线示意图
采用磁致伸缩超声导波检测技术对某油田对压缩机进出口管线、分离器进出口管线、过滤器进出口管线、配气橇进气管线、配气橇去计量间气管线等共检测62处，管道规格分别为Φ89×7.5、Φ114×8.5、Φ168×12、Φ159×6、Φ219×7mm、Φ273×6.5，依据《无损检测 磁致伸缩超声导波检测方法》（GB/T 28704-2012）评价II级的有24处。依据《钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》（SY/T 6151-2009）评价应用相控阵C扫描检测复核超声导波检测灵敏度：
超声导波检测系统所能检测出的缺陷是指腐蚀或裂纹损失面积占整个管道总横截面积的百分比，其可靠灵敏度为2%-5%。
需要明确的是，超声导波的灵敏度是指管道腐蚀或裂纹占管道总横截面积损失量的百分比。图3、图4所示（灰色部分为管道横截面，红色部分为缺陷横截面）：
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由图中可见，磁致伸缩导波能检测出大的腐蚀缺陷以及集中在同一横面上的多个小的腐蚀；而对于孤立的即使是针孔状穿孔的小腐蚀点也无法检测出，只因金属损失量在检测灵敏度之下。所以磁致伸缩导波检测技术能在一定程度上发现腐蚀的安全隐患，而无法解决管道所有失效问题。
同时导波检测技术存在以下的局限性：
◆无法测量管道的真实残余壁厚或最小壁厚；
◆无法区分内外壁损伤；
◆无法确定缺陷的形状和尺寸；
◆只能检测深度大于壁厚70%的轴向裂纹；
◆无法穿越法兰检测。
4技术提升
（1）在保证其精度和灵敏度的同时提高超声导波检测距离。
结束语
(1)对在役油气管道进行磁致伸缩超声导波检测，可以有效地判定管道本身存在的宏观缺陷，并能够确定缺陷在管道轴向上的具体部位。(2)管道本身存在过多的典型管件，如支撑、三通和弯头等，将会对超声导波检测结果造成一定的影响。(3)目前磁致伸缩超声导波检测在实际应用中主要作为一种先导检测手段，对于缺陷的定性检测，还需要结合其他无损检测手段辅助完成。
参考文献
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