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摘要:介绍了海底管道漏磁内检测技术原理及在CB30A至海五联海底管道的应用,分析介绍了变形检测和漏磁检测结果及海底管道状况的分析和评估情况。
关键词:海底管道 漏磁检测 管道检测 清管
0 引言
胜利油田CB30A至海五联海底管道建于2004年,管道具体参数见表1,是胜利海上油田一条重要的海底管道。经过多年的运行,管道内部腐蚀情况不明,一旦发生泄露会造成严重的海洋环境污染和重大的经济损失。为防止管道因发腐蚀穿孔而发生漏油事故,保证海底管道安全运行,需要弄清管线内部腐蚀情况,以便采取有针对性的维护措施。漏磁内检测技术能有效检测出管道内外壁腐蚀、裂纹和管道变形等,是目前应用最多的内检测技术,胜利油田在2011年对该条海底管道进行了漏磁内检测,本文介绍该条管线漏磁内检测检测分析结果,以供有关单位在以后进行海底管道检测时借鉴。
1 海底管道漏磁内检测原理
海底管道内检测跟陆地管道内检测技术方法基本相同,是以管道输送介质为行进动力,在管道中行走对管道进行在线无损检测,确定管道的变形、腐蚀、裂纹、缺陷程度,为管道运行、维护、安全评价提供科学依据。内检测技术方法按照检测原理有漏磁检测、超声波检测、涡流检测、光学检测等。漏磁检测方法以其在线检测能力强、自动化程度高等独特优点而满足管道运营中的连续性、快速性和在线检测的要求而成为目前最常用的管道内检测技术,国外 90%以上管道内检测设备采用漏磁检测技术[1]。
漏磁内检测器的工作原理[2]如图1所示:利用自身携带的强磁铁产生的磁通最,通过钢刷耦合进入管擘,在管壁圆周上产生1个纵向磁场回路,使磁铁间的管壁达到磁饱和状态。若管壁没有缺陷,则磁力线在管壁内均匀分布。若管道存在缺陷,管道横截面减小,由于缺陷的磁导率远比铁磁性材料小,因此磁阻增大,磁通路变窄,磁力线变形,部分磁力线穿出管壁两侧产生漏磁场,其形状取决于缺陷的几何形状。位于两磁极之间紧贴管壁的探头(传感器)检测到漏磁场,并产生相应的感应信号,其经过滤波、放大、模数转换等处理后被记录到存储器中。检测完成后,通过专用分析软件对数据进行回放、识别和判断,获得缺陷的类型、位置、形状和尺寸等信息。
2 检测结果与分析
2.1 变形检测结果与分析
变形检测设备为TDW生产的高分辨率变形检测器,该检测器有40个传感器,具有检测覆盖面大、检测精确度高、长度短、能够通过1.5d弯头、重量轻,运行时间长
(52h)等特点。
变形检测共检测到焊缝659条,内外管锚固件14个,法兰4个,阀门2个,三通2个,4个弯头,与管线设计相符。管线存在21个内径变小的特征点,且均在0°方向,见表2和图2所示。内径最小为267.96mm,根据变形检测数据分析认为,缩径点不是管线出现变形、凹坑等缺陷,而可能是管线焊缝位置出现焊瘤、夹渣等,导致管线在该处内径变小;也可能是管壁上存在硬质沉积污垢。
通过变形检测数据分析,该管线直管最小通过直径为267.96mm,最小弯头满足1.5D条件,符合漏磁内检测器通过条件,可以进行漏磁内检测。
2.2 漏磁检测结果与分析
漏磁检测采用TDW生产的浮动式磁环漏磁腐蚀检测器,该检测器具有长度短、拥有ID/OD探头可区分内外腐蚀、通过性好、磁化水平强、能检测和量化的缺陷多等优点。
通过检测,管道共发现了11个腐蚀点,深度介于1.4mm~3.3mm,其中9个内腐蚀点,2个外腐蚀点。没有发现其他裂纹等缺陷,腐蚀点具体情况见表3和图3。并且11个腐蚀点中有8个出现在距离发球段1066.01米至1078.06米的同一段管线上,腐蚀点的时钟方位约为7:00(223°),該段管线长12.05米。腐蚀点集中,可能与管道材料原始状态有关。
通过对检测结果进行分析,得出如下检测结论:
①根据漏磁检测数据,最深的腐蚀点的腐蚀量为3.3mm,剩余壁厚为11mm,大于最小允许壁厚,满足设计压力4MPa、安全使用压力2.5MPa的要求。
②以管线的运行时间7年为准,计算最深腐蚀点的平均腐蚀速率为0.47毫米/年,大于设计值0.2毫米/年。按照该平均速率计算,该点腐蚀到最小允许壁厚只剩2年。建议在2014年对管道进行复测。
3 结论
通过变形和漏磁检测,掌握了海底管道腐蚀和变形情况,为海底管道的安全管理决策和技术分析提供了依据。
参考文献:
[1]刘刚.管道漏磁内检测关键技术问题研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2010.
[2]韩文花.油气管道漏磁信号去噪及缺陷重构算法的研究[D].上海:上海交通大学,2006.
[3]周燕,董怀荣,周志刚,谢慧.油气管道内检测技术的发展[J]. 石油机械,2011(03).
关键词:海底管道 漏磁检测 管道检测 清管
0 引言
胜利油田CB30A至海五联海底管道建于2004年,管道具体参数见表1,是胜利海上油田一条重要的海底管道。经过多年的运行,管道内部腐蚀情况不明,一旦发生泄露会造成严重的海洋环境污染和重大的经济损失。为防止管道因发腐蚀穿孔而发生漏油事故,保证海底管道安全运行,需要弄清管线内部腐蚀情况,以便采取有针对性的维护措施。漏磁内检测技术能有效检测出管道内外壁腐蚀、裂纹和管道变形等,是目前应用最多的内检测技术,胜利油田在2011年对该条海底管道进行了漏磁内检测,本文介绍该条管线漏磁内检测检测分析结果,以供有关单位在以后进行海底管道检测时借鉴。
1 海底管道漏磁内检测原理
海底管道内检测跟陆地管道内检测技术方法基本相同,是以管道输送介质为行进动力,在管道中行走对管道进行在线无损检测,确定管道的变形、腐蚀、裂纹、缺陷程度,为管道运行、维护、安全评价提供科学依据。内检测技术方法按照检测原理有漏磁检测、超声波检测、涡流检测、光学检测等。漏磁检测方法以其在线检测能力强、自动化程度高等独特优点而满足管道运营中的连续性、快速性和在线检测的要求而成为目前最常用的管道内检测技术,国外 90%以上管道内检测设备采用漏磁检测技术[1]。
漏磁内检测器的工作原理[2]如图1所示:利用自身携带的强磁铁产生的磁通最,通过钢刷耦合进入管擘,在管壁圆周上产生1个纵向磁场回路,使磁铁间的管壁达到磁饱和状态。若管壁没有缺陷,则磁力线在管壁内均匀分布。若管道存在缺陷,管道横截面减小,由于缺陷的磁导率远比铁磁性材料小,因此磁阻增大,磁通路变窄,磁力线变形,部分磁力线穿出管壁两侧产生漏磁场,其形状取决于缺陷的几何形状。位于两磁极之间紧贴管壁的探头(传感器)检测到漏磁场,并产生相应的感应信号,其经过滤波、放大、模数转换等处理后被记录到存储器中。检测完成后,通过专用分析软件对数据进行回放、识别和判断,获得缺陷的类型、位置、形状和尺寸等信息。
2 检测结果与分析
2.1 变形检测结果与分析
变形检测设备为TDW生产的高分辨率变形检测器,该检测器有40个传感器,具有检测覆盖面大、检测精确度高、长度短、能够通过1.5d弯头、重量轻,运行时间长
(52h)等特点。
变形检测共检测到焊缝659条,内外管锚固件14个,法兰4个,阀门2个,三通2个,4个弯头,与管线设计相符。管线存在21个内径变小的特征点,且均在0°方向,见表2和图2所示。内径最小为267.96mm,根据变形检测数据分析认为,缩径点不是管线出现变形、凹坑等缺陷,而可能是管线焊缝位置出现焊瘤、夹渣等,导致管线在该处内径变小;也可能是管壁上存在硬质沉积污垢。
通过变形检测数据分析,该管线直管最小通过直径为267.96mm,最小弯头满足1.5D条件,符合漏磁内检测器通过条件,可以进行漏磁内检测。
2.2 漏磁检测结果与分析
漏磁检测采用TDW生产的浮动式磁环漏磁腐蚀检测器,该检测器具有长度短、拥有ID/OD探头可区分内外腐蚀、通过性好、磁化水平强、能检测和量化的缺陷多等优点。
通过检测,管道共发现了11个腐蚀点,深度介于1.4mm~3.3mm,其中9个内腐蚀点,2个外腐蚀点。没有发现其他裂纹等缺陷,腐蚀点具体情况见表3和图3。并且11个腐蚀点中有8个出现在距离发球段1066.01米至1078.06米的同一段管线上,腐蚀点的时钟方位约为7:00(223°),該段管线长12.05米。腐蚀点集中,可能与管道材料原始状态有关。
通过对检测结果进行分析,得出如下检测结论:
①根据漏磁检测数据,最深的腐蚀点的腐蚀量为3.3mm,剩余壁厚为11mm,大于最小允许壁厚,满足设计压力4MPa、安全使用压力2.5MPa的要求。
②以管线的运行时间7年为准,计算最深腐蚀点的平均腐蚀速率为0.47毫米/年,大于设计值0.2毫米/年。按照该平均速率计算,该点腐蚀到最小允许壁厚只剩2年。建议在2014年对管道进行复测。
3 结论
通过变形和漏磁检测,掌握了海底管道腐蚀和变形情况,为海底管道的安全管理决策和技术分析提供了依据。
参考文献:
[1]刘刚.管道漏磁内检测关键技术问题研究[D].沈阳:沈阳工业大学,2010.
[2]韩文花.油气管道漏磁信号去噪及缺陷重构算法的研究[D].上海:上海交通大学,2006.
[3]周燕,董怀荣,周志刚,谢慧.油气管道内检测技术的发展[J]. 石油机械,2011(03).