油气管道检测技术的现状和发展趋势

油气管道检测技术的现状和发展趋势摘要：管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段在世界各地得到了广泛应用。

同时，管道的维护管理，防止泄漏，保证管道安全运行已成为重要课题。

本文主要介绍了油气管道检测技术的现状和发展趋势，对我国油气管道检测技术的发展提供了建议。

关键词油气管道检测技术现状发展趋势引言管道作为气体、石油等介质的长距离输送设施，被敷设于世界各地陆地、海洋等各种环境之中。

安全是管道运行最基本的条件，因而，在进行管道规划、设计、施工、操作及维护的各个阶段，都要根据相应的法规采取安全措施，尤为重视对泄漏事故的早期发现及防止漏泄扩散。

然而，即使管道在敷设、运行时达到设计质量标准，管道的老化仍是不可避免的。

在管道工业发达的美国，目前运行的管道有50%以上是建于50年代、60年代，作为预防管道事故的措施，法律规定要定期检查管道全线的腐蚀状况。

据美国对管道泄漏事故源的统计，第三者施工占第一位，腐蚀泄漏居第二位。

在我国要求大范围地定期检查管道腐蚀及其它状况，并用智能清管器对老管道进行检查，采取措施防止事故于未然。

除定期修理外，检查时间最好是在运行中。

必要时为了便于检查和维修，需对设备进行改造。

1 管道检测概况管道敷设网络涉及陆地、海洋，有的横穿大河、铁路和高速公路等。

管道敷设环境及构造是影响检查诊断的重要因素。

一般对管道进行外部和内部检测，当从外部检测困难时，应采用内部检测法检测。

管道的全线管理并不容易，现实中不得不根据观测范围的有关数据推测管道全线的状况。

由于管内检查仪器，特别是检测清管器的实用化和检测结果可靠性的提高，使管道全域的在线检查成为可能。

2 主要的检测技术2.1埋地管道位置检测技术利用从地表面检测埋地管道位置的技术，把握地下油气管道的位置，防止建设施工时造成事故。

①电磁感应法该法分为直接法和间接法。

直接法是向埋地管道直接通交流电，用检测线圈检测交变磁场，根据磁场的大小和方向来检测埋设位置。

间接检测法是用电磁感应使埋地钢管产生涡流，用与直接法相同的方法探测埋设位置。

直接法可靠性高。

②涡电流法用通高频电流的励磁线圈接近埋地钢管时，线圈阻抗发生变化求埋设位置。

③静磁场法对地下管道通直流电，根据其产生的静磁场的大小求埋设位置。

④声波法以埋地管道或其流体为媒介，传输低频声波，在地面上检测其声波的方法。

⑤超声波法从地面上的发送器向地下发射脉冲，并用接收器捕捉从地下埋设物反射回来的声波信号，利用接收的信号图形来测管道位置。

⑥雷达法从地面上的天线发射脉冲电流，并用接收天线接收从地下埋设物反射的信号，再根据接收的信号图形来检测管道位置。

⑦清管器跟踪法将带有线圈天线的清管器送入管道内，用地面上的接收器接收清管器产生的低频交流磁场，从清管器的通过确认管道埋设位置。

⑧清管器图形检测法将装有旋转仪、测距仪和记录仪的清管器送入管道，利用由记录仪绘制布线图测知管线位置。

2.2管道涂层损伤检测技术①针电极法在管道和大地之间通直流电，当管道涂层有损伤部位时，电流由大地流入管内，从而引起损伤部位地表电位的变化，通过测量该电位的方向，即可测出损伤位置。

此法也称之为地表电位陡度法。

该法具有检测精度高、简单等优点，但还存在测定时间长，不适于柏油路面、深埋及带钢套的管道。

②涂层缺陷探测器法在管线与埋在管周围大地内的接地棒之间通交流电，用接收器接收由损伤部位漏到大地内的交流电流，以此测知损伤部位。

该法具有检测时间短、可检测多处损伤部位等优点。

但它还有不易测出小的损伤，并且不适于柏油路面，易受感应干扰等缺点。

③管对地电位法沿管线测管道电位，通过电位高低来推定电流流入流出部位，由此即可测知损伤部位。

该法简单，但易受周围环境的影响，精度低。

④管内电流法通过测量管道上两点间的电压降，流出电流大小和方向来检测损伤部位。

该法适于柏油路面，并且精度较高，还适于金属包层管道。

但该法测量时间较长，小的损伤部位不易测出。

此外，当不能正确求出导体电阻时，测量误差变大，并易受杂散电流的影响。

⑤电桥法这是一种管内电流法的改进方法。

它是从两个方向向管道通电，利用电流值、电位差及管道电阻计算出损伤部位。

优点是适用于柏油路面，精度较高。

缺点是测量较麻烦，对多个损伤部位测量时的分辨性差，易受杂散电流影响。

⑥磁场法对管道通交流电，通过检测从损伤部位流到外部的电流产生的磁场强度来检测。

该法也适于柏油路面，还可检测带金属包层管道。

缺点是易受管道附近磁性体的影响。

涂层损伤状况大致可分管体露出部与埋土接触和与金属包层接触这两种状态，如采用电位法和磁场法相结合的检测方法便能达到对这两种损伤状态检测之目的。

目前已有这种检测系统用于现场检测中。

2.3管道检漏技术在管道运行管理中，检漏系统是不可缺少的。

在研制及选用检漏系统时，应注意如下两点，一是检漏对象是很长的管道，所以该系统的检测范围要宽，二是该系统能准确检出发生概率低的泄漏现象，并且不应经常出现误报誓，即可靠性要高。

由于单一检漏装置很难满足上述要求，所以在实际应用时，要考虑各种检漏方法的特点，采用几种检测方法组成可靠性及经济性均佳的综合检漏系统。

检漏方法大致分为两种，一种是检测泄漏的石油、气体等的直接检漏方法，另一种是检测因泄漏造成的流量、压力、声音等物理状态发生的变化的间接检漏法。

①直接检漏法l)检漏电缆法将特殊的检漏电缆沿管道设置，当管道有泄漏油时，它使电缆劣化，再把该劣化转变或电信号或光信号检测出来，即可知泄漏。

2)油检测元件法在管道的外侧设置一种导电性粉体元件，该元件一接触泄漏的神.其电阻产生急剧的变化，由此即可检漏。

3)油溶性压力管法将充压缩空气的油溶性软管缠在管道外周，当有漏油时，油溶性管内压力下降，由此即可知泄漏。

4)气体法通过检测有无可燃性气体来检测是否有无可燃性气体及液体的泄漏。

煤气管道常用此法检漏。

5)气压法在双层管的两管间隙内密封一定压力的氮气，当内管泄漏时，氮气压力上升，而当外管泄漏时氮气压力下降，由此即可检漏。

如果双层管较长时，可采用加间隔的办法，利用两隔开管段间的压力差检漏。

6)水面监视法对海底管道及横穿各种水路的管道可采用监视布设管道上面的水面的方法来检漏。

②间接检漏法l)流量检漏法利用管道进口流量和出口流量的流量差来检漏。

该法易受流量计精度的影响。

2)压力图形检漏法当压油泵出口压力及输油流量为稳定状态时，管线压力变化按一定压力图形变化。

当管道有泄漏时，该压力图形将产生异常变化，以此检漏。

3)分段密封法对管道进行高压密封，并关闭截止阀时，通过监视各被分割管段的压力下降情况来检漏。

4)负压波动法当管道泄漏时出现负压波动现象，以此检漏。

5)听声法利用装有声波记录装置的清管器检出泄漏声来检漏。

6)放射线示踪物法首先把含放射线物质的示踪物通到管内，然后压力送进带检测放射线装置的清管器，通过检测出残留在泄漏部位上的示踪物来检漏。

【1】3 发展趋势3.1 内检测技术的发展趋势用三维图像直观显示管壁缺陷是当今国际管道内检测技术的发展趋势。

用超声波技术实现直观显示管壁缺陷，比较容易实现。

用漏磁技术实现直观显示管壁缺陷则比较困难，这是由漏磁检测技术原理决定的。

漏磁检测器的发展方向主要在两个方面:一是提高检测器探头的质量并增加探头的数量，这样就提高了采集数据的质量和数量，从而为数据分析提供更全面、更准确的基础数据；二是提高数据分析的准确性和自动化水平，使之能够形象直观地描绘出管道真实状况。

其中最重要的是需要在漏磁与缺陷的对应关系数学模型的研究上不断做出努力。

漏磁通法与超声波法相结合是发展的方向之一，伴随着新技术、新工艺的不断涌现，管道内检测技术手段也日趋成熟和科学，管道内检测设备已由单纯的漏磁腐蚀检测器向高清晰度、GPS和 GIS技术于一体的高智能检测器发展。

【2】3.2 外检测技术的发展趋势目前国外已广泛使用CIPS与DCVG联合检测方法实现对管道外涂层的地面检测技术，且技术较成熟。

其检测方案是：【3】(1)管道外涂层检测采用DCVG方法，确定集气管道外涂层的损坏类型并确定位置，做好记录。

(2)利用CIPS密间隔电位检测技术在管道记录处开启瞬时切断电位，测最用于IR值计算的管一远地电位。

(3)确定管道外涂层破损区域的保护度和管道外涂层缺陷区的相关参数，缺陷大小确定方法是对缺陷区IR值百分比的估算，并判定其等级。

此技术的优点是能够精确地找到缺陷的位置并估算其大小，判断其等级，减小开挖最。

随着这种方案的深入应用，将成为国内主要检测方法。

4 结语总之，在科学技术高速发展的21世纪，提高我国油气管道的安全管理必须提高长输管道的检测技术，应当首先要规范的各类检测标准，并要求各单位严格认真执行，提高工作人员的业务水平，加大管道检测技术的经济投入和人才投入，努力自主开发检测仪器，同时实行严格的检测人员资格认证制度，从人员技术水平上为检测工作的有效性打下坚实的基础。

参考文献[1] 李羡清.管道检测技术现状及动向[J].管道技术与设备.1994；（04）：37-40.[2] 钟家维，沈建新，贺志刚等.管道内腐蚀检测新技术和新方法.管道技术，2003；17(4)：31～35.[3] 桑运水.输送管道在线检测安全评价及修眨技术东营:中国石油人学出版社，2005:9-19.致谢虽然只有短短几个小时的接触，但彭老师严谨的治学态度、锐意创新的科学研究精神，谦虚勤奋的求学风格，使我深受教诲，谨在此向辛勤培养、教育和关心学生的彭老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。

最后，感谢给予我支持和帮助的所有老师、同学和朋友们。