
天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋常見(jiàn)的有疲勞裂紋、氫致裂紋和應(yīng)力腐蝕裂紋等等。這些裂紋大都沿著管道的縱向分布著,在管內(nèi)天然氣的壓力作用之下,極容易快速的擴(kuò)展,以造成管壁開(kāi)裂。與腐蝕缺陷相對(duì)比,不同類型的裂紋需要用不同類型的檢測(cè)方法,然而每種檢測(cè)方法的適用范圍有限,到目前為止,還沒(méi)有一種普遍適用的天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋檢測(cè)方法。
管道裂紋的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是研制的一種高新技術(shù),經(jīng)過(guò)幾十年的精心研究,天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)不斷地進(jìn)步、逐漸地完善。目前,國(guó)外已經(jīng)研究出多種管道腐蝕缺陷檢測(cè)器。我國(guó)的石油天然氣管道局在2001年啟動(dòng)了大口徑油氣長(zhǎng)輸管道腐蝕缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的研制項(xiàng)目,成功的研制出國(guó)內(nèi)首套油氣管道腐蝕缺陷高清晰度的檢測(cè)器,成功打破了國(guó)外對(duì)我國(guó)技術(shù)的封鎖,實(shí)現(xiàn)油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化,對(duì)國(guó)內(nèi)油氣長(zhǎng)輸管道的發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用,同時(shí)也對(duì)我國(guó)參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)起到重要的推動(dòng)作用。
但是,天然氣長(zhǎng)輸管道的裂紋檢測(cè)仍然是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn),我國(guó)雖然掌握了管道腐蝕的檢測(cè)技術(shù),但在裂紋檢測(cè)技術(shù)的研究方面還處在初步階段,仍缺乏支撐裂紋檢測(cè)器研制的合理方法和技術(shù)。所以,深入分析我國(guó)現(xiàn)有的研究工作基礎(chǔ),挖掘長(zhǎng)輸管道裂紋無(wú)損檢測(cè)技術(shù)所研究的難點(diǎn)和重點(diǎn),結(jié)合著我國(guó)天然氣管道的施工特點(diǎn)和制造材質(zhì),深入探析有自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)的天然氣管道裂紋的無(wú)損檢測(cè)技術(shù),并且研究裂紋缺陷的定量評(píng)價(jià)方法等,都具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。
超聲波檢測(cè)方法
這種方法是目前最受歡迎的裂紋檢測(cè)方法之一,并且國(guó)外對(duì)于這類方法的研究有很多年的歷史。但是天然氣管道和石油管道的傳輸介質(zhì)不相同,因?yàn)槿鄙俸线m的液體耦合條件,在石油管道的檢測(cè)中有較好效果的超聲波檢測(cè)方法很難直接的運(yùn)用到對(duì)天然氣管道的檢測(cè)中。為了解決這一難題,把超聲波探頭安裝到充滿耦合劑的輪胎里,讓管壁的內(nèi)表面與輪胎進(jìn)行接觸,這樣在輸氣管道的檢測(cè)中就不需要再額外的使用耦合劑了。但是,由于輪胎的尺寸太大,所以限制了它沿著管道的圓周方向所安裝的數(shù)量,直接造成了安裝檢測(cè)探頭數(shù)量少而導(dǎo)致檢測(cè)器的嚴(yán)重漏檢現(xiàn)象,而且檢測(cè)器的清晰度也很低。
漏磁檢測(cè)方法
這類檢測(cè)方法在油氣管道的檢測(cè)中是最常用而且也是應(yīng)用最早的一種方法,目前為止,已經(jīng)有多種較為成熟的管道腐蝕缺陷漏磁檢測(cè)器。但是由于管道表面裂紋形態(tài)各異并且形成機(jī)理較復(fù)雜,所以對(duì)于裂紋的檢測(cè)及量化難度較大。根據(jù)漏磁檢測(cè)的原理,只有當(dāng)外加磁場(chǎng)方向最大限度地與被檢測(cè)缺陷正交的時(shí)候,才能夠激出最大的漏磁場(chǎng)。所以,可以分別的選擇軸向和周向磁化方式來(lái)檢測(cè)周向和軸向的裂紋。軸向磁化檢測(cè)器對(duì)周向的裂紋以及管壁的腐蝕缺陷能夠達(dá)到很好的檢測(cè)效果,并且能夠在一定的準(zhǔn)確范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)于這些缺陷的量化,但是對(duì)于軸向和其它類型的裂紋缺陷的檢測(cè)方法研究還有待提高和深入。
裂紋缺陷定量化方法
對(duì)于裂紋的精確量化是天然氣管道壽命評(píng)估和檢修的基礎(chǔ)。因?yàn)樯鲜鰴z測(cè)方法大都存在著信號(hào)量化和識(shí)別困難、分辨率低以及檢測(cè)信號(hào)弱等問(wèn)題,所以,在對(duì)檢測(cè)方法的研究過(guò)程中,很多人把注意力更多地集中到對(duì)裂紋檢測(cè)信號(hào)的量化解釋和分析處理上。
目前,對(duì)于裂紋檢測(cè)信號(hào)的定量化方法主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、小波分析法、頻域分析法以及時(shí)域波形分析法等等。這些方法大豆針對(duì)特定的情況下對(duì)于單個(gè)裂紋的評(píng)估,較少的考慮相互關(guān)聯(lián)的多個(gè)裂紋對(duì)與檢測(cè)信號(hào)的影響,并且對(duì)于其它影響因素的研究也不多。所以,實(shí)際的檢測(cè)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)的裂紋理論的分析結(jié)果間存在著較大的偏差。即使計(jì)算工具和數(shù)學(xué)方法的不斷進(jìn)步與完善,為裂紋的大型仿真計(jì)算提供著重要的技術(shù)條件,但是因?yàn)閷?shí)際裂紋的幾何形狀各不相同,干差萬(wàn)別,要想建立一套比較有效合理的裂紋信號(hào)定量化方法還是相當(dāng)困難的。所以,要想實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道裂紋的方向、位置、形狀、尺寸和類型的精確評(píng)價(jià),還需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究。