天然气长输管道裂纹的无损检测方法

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1、天然气长输管道裂纹的无损检测方法[摘要]随着社会的不断发展与进步，对于天然气的使用并不陌生了，管道铺设不断增加。但是在输送过程中，对于安全问题还是人们一直担心的。在铺设天然气管道时，管道架设也不断增多，在输送途中一旦出现问题，将会造成不可估量的损失。近年来，检测天然气长输管道裂纹无损，是现阶段不要的研究方向，根据管道裂纹的生产方式，对无损检测技术有很大的帮助，本文就主要对无损检测方法给予探讨和研究。[关键词]天然气；管道裂纹；无损检测中图分类号：TE973.6文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）37-0

2、044-016近年来，环保节能越来越得到人们的重视，为了创造良好的生活环境，能源结构也在不断发展变化，所以天然气以其自身的优点，在当今社会越来越得到关注，地位也不断提高。所以相应的需求越多，那么就要进行大量管道铺设，在建立管道时，困难是不可避免的，用户在使用天然气时，要尽量减少它的损耗，保证天然气的合理使用。天然气的裂纹主要有：疲劳裂纹、应力腐蚀裂纹、氢致裂纹等，裂纹主要是纵向分布的，一旦内部压力超过一定范围，就会使管道出现开裂，虽然这些都是隐匿起来的问题，但是必须找到合适的应对方法来解决这一问题。一、研究管道裂纹检测技

3、术的必要性发达国家一直对此技术竞相研制，管道无损检测技术一种高新技术。通过国内外几十年的不断研究，管道检测技术也得到了突飞猛进的发展，技术也在逐渐完善之中，随着技术的不断进步，在国外已经有多种针对于管道腐蚀的检测器被研究出来了。在我国，近年来开展了大量关于管道无损技术的研究项目，经过不断努力，第一套油气管道腐蚀缺陷高清晰度检测器诞生了，使我国的技术发展有了突破性的发展，创造出了属于中国的管道无损检测技术，促进了我国石油事业的发展。但是，在天然气方面，这一技术始终未得到突破性的进展，在检测领域是一个技术难点，现阶段，在我国

4、虽然引进了国外的管道无损检测技术，但是对于研究方面还是相对缺乏的，还没有研制出比较合理的方法和技术。根据我国天然气的实际发展情况，探索出就有经济价值和社会效益的管道无损检测技术，在目前的研究领域中，是必须解决的问题，它是天然气安全输送的保证。二、现存的对管道裂纹的检测方式6在我国虽然管道检测技术还不完善，在加上管道纹裂的形态多且复杂，分布又比较特殊，所以检测结果也不是很好，现存的一些管道检测技术主要有：（1）超声波检测法，经过长期的实践证明，此检测方法是被大家所认可的。由于天然气管道与石油管道存在本质上的区别，缺乏合适的

5、液体耦合条件，在石油管道检测中效果较好的超声波检测系统，却很难直接用于对天然气长输管道的检测。为解决超声波耦合问题，英国国家天然气公司提出了轮胎式换能器的设计思路，即将超声波探头安装在充满耦合剂的专用轮胎内，让轮胎与管壁内表面接触，这样，在输气管道检测中就不需额外使用耦合剂；（2）电磁超声检测，电磁超声方法是基于涡流和磁场的交互作用，利用电磁超声探头产生和接收超声导波的一种非接触式检测技术，其基本原理如图1所示。6若在靠近被测管道表面的线圈中通以高频电流。则在管道表面就会感应出相同频率的涡流，如果同时在被测管道表面再施加

6、一个恒定磁场，该磁场与涡流相互作用，在管道表面又会产生一个相同频率的力，即洛仑兹力。洛仑兹力能引起被测管道材料晶格的振动，并在管壁内激发出超声波；（3）涡流检测法，常规涡流方法对导电金属构件表面和近表面裂纹的检测灵敏度较高。但由于存在趋肤效应，涡流渗透能力不足，难以满足对管壁较厚的天然气管道内外表面及管壁内部裂纹检测的需要；（4）漏磁检测法，漏磁检测是在油气管道检测中应用最早和最常用的方法，目前已有多种比较成熟的管道腐蚀缺陷漏磁检测器。但由于管道表面裂纹的形成机理复杂、形态各异，因此，对裂纹检测和量化的难度要比腐蚀缺陷大

7、得多。依据漏磁检测的原理，只有当外加磁场方向最大限度地同被检缺陷正交时，才能激励出最大的漏磁场。三、先进的管道裂纹检测技术及管道裂纹研究方向1、激光超声检测技术激光超声检测是近几年发展起来的一项检测新技术，它通过将强度被调制的脉冲激光束照射在被测件表面产生超声波，经改变实验参数，激光超声源能激发出纵波、横波、表面波等各种导波。由于超声信号既可由激光激励产生，又可利用光学方法检测，因此能实现完全非接触检测和快速扫描成像，更便于在高温、强震等恶劣条件下实现无损检测。此外，利用锁模激光器，很容易获得与激光脉冲宽度相近的超声脉冲

8、，其频带远宽于常规换能器所产生的超声，因此，基于超声衍射方法形成的缺陷检测技术，对被测件表面及近表面的微小裂纹都很敏感，检测准确度也比其他无损检测方法高。2、磁致伸缩检测技术6磁致伸缩是铁磁性材料的固有特性，利用磁致伸缩效应及其逆效应，可分别在铁磁体内激发和接收超声导波。基于磁致伸缩效应的无损检测技术始于20世纪50