运行类课程讲义-管道内检测技术.docx

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1、课程编号：课程名称：管道内检测技术页码标准课时4参加人数10培训对象部门员工主讲人培训目标使参加培训人员了解管道内检测技术及检测报告解读。培训方式1.2.提纲一、长输天然气管道检验主要依据的标准简介二、长输天然气管道检验主要的技术和方法简介三、管道内检测流程四、未来完整性四、腐蚀失效模式五、报告解读辅助设施辅助环节一、长输天然气管道检验主要依据的标准简介国外完整性管理标准体系（一）管理标准编制单位：编制：审核：批准：1）输气管道系统完整性管理（ASMEB31.8S-2001）2）有害液体管道完整性管理（APlIl60-2001）3）危险性液体管道系统完整性的保证措施（API1129-1996（

2、二）评估标准1）确定腐蚀管线剩余强度手册（ASMEB31.G）2）服役适用性评价（API579）3）腐蚀管道缺陷评价标准（DNv-RP-FIOI）4）平滑和岩石凹坑对液体输油管道的影响（APIII56）5）金属结构缺陷可接受性评价方法指南（BS7910）（三）管道完整性检测技术标准1） NACERP0102-2002管道内检测的推荐实践标准2） APIRP580基于风险的检测3） APIpub581基于风险的检测推荐做法4） NACESP0206-2006干气管道内腐蚀直接评价标准5） NACESP0208-2008液体管道内腐蚀直接评价标准6） NACESP0204-2004应力腐蚀开裂直接

3、评价标准7） NACESP0502-2008外腐蚀直接评价8） NACETM-0497-2002埋地或水下金属管道阴极保护测试方法标准9） NACERP-0169-2002埋地或水下金属管道的外腐蚀控制（四）维修与维护技术标准1）在役管道系统的检测、修补、更换和再评定（API570）2）原油、液化石油天然气及成品油管道的维修（APIRP2200）3）液体管道维修人员的培训与认证（APIRP1120）4）干线输油管道线路部分技术维护及修理条例5）管道修复手册（API570-1998）6）油气管道系统缺陷评估及存在的缺陷管子的维修（PR218-9307）7）管道的焊接维修（APnlO7）国内完整性

4、管理标准体系（一）管理标准SY6457-2000含硫天然气管道安全规程SY/T5922-2003天然气管道运行规范SY/T6621-2005输气管道系统完整性管理SY6648-2006危险液体管道的完整性管理SY/6I86-2007石油天然气管道安全规程QSY1180-2009管道完整性管理规范（二）评价标准SY/T64772000含缺陷油气输送管道剩余强度评价方法，第1部分：体积型缺陷SY6151钢质管道管体腐蚀损伤评价方法SY/T100482003腐蚀管道评估的推荐法（三）管道检测标准TSGD7003压力管道定期检验规则-长输油气管道GBT19285埋地钢质管道腐蚀防护工程检验GB/T21

5、246埋地钢质管道阴极保护参数测量方法GB/T21447钢质管道外腐蚀控制规范GB/T21448埋地钢质管道阴极保护技术规范SY/T0087.1埋地钢质管道外腐蚀直接评价SY/T6597钢质管道内检测技术规范SY/T6553管道检验规范,在用管道系统检验,修理,改选和再定级SY/T0017埋地钢质管道直流排流保护技术标准SY/T0032埋地钢质管道交流排流保护技术标准SY/T4109石油天然气钢质管道无损检测SY/T6063埋地钢质管道防腐绝缘层电阻率现场测量技术规定Q/SY93天然气管道检验规程二、长输天然气管道检验主要的技术和方法简介主要的检验方法包括：内检测：适用于内、外腐蚀；管道变形；

6、裂纹类缺陷；焊缝缺陷；外检测：主要用于内腐蚀、外腐蚀、杂散电流、阴极保护等；压力试验：适用于检测制管焊缝缺陷、裂纹类缺陷；当升压运行、输送介质发生改变、停输封存管道再启用等情况下也应进行压力试验，以暴露危险缺陷。内检测：将各种无损检测设备装载到清管器上，成为有信息采集、处理、存储等功能的智能型管道缺陷检测器，通过清管器在管道内部的运行，达到连续检测管道缺陷的目的。按照原理分为：几何检测器超声波检测器漏磁检测器1）漏磁漏磁检测始于磁铁。磁铁的两端，称为南北两极。两极施加钢件及其他磁极的力量。这种力是由磁场引起的。磁力线是用来显示磁场强度和磁场力的方向。他们是向量（也就是说，它们的大小和方向），他

7、们得出的磁力方向是平行的。磁力线的间距被称为磁通密度。大量的磁力线代表一个强磁场。磁力线由南向北。左图显示了一块磁铁周围的磁力线图。浅色栏顶部的图表示的是磁铁。两极弯曲的区域是被用来引导在某一特定方向的磁通量的钢件。磁力线是从极地的弧形线条，通过钢铁和周围介质。所示的情况下，一些磁力线直接进入两极之间，但大多数是经过钢件的。当一块磁铁放在一个管壁旁边，磁力线大部分通过管壁。因此，管壁是一种磁通量通过的首选路径。虽然大部分磁力线集中在管壁上,也有一部分从周围的介质中通过。不通过管壁的线条被称为空气耦合图中磁通量的减少是由于管道缺陷处所引起的。在缺陷处的磁力线密度小于周围的磁力线密度。在缺陷处的两

8、面磁通量产生变化。此外，气耦合场的形状也改变了。在管道（磁铁侧）放置一个传感器通用于测量管壁相邻磁场。在管道缺陷处，传感器记录了更高的磁通密度或磁场，这表明此处存在一个缺陷。在这种方式下，磁通泄漏导致漏磁工具检测到异常，。磁通泄漏量取决于测量的漏磁场的径向深度，眼轴长度，圆周宽度和形状的异常，以及附近的材料，磁学性质。测量漏磁场表征异常，必须加以分析。腐蚀缺陷漏磁检M是通过测量被磁化的铁磁材料工件表面泄漏的磁感应强度来判定工件缺陷的大小。若被测工件表面光滑没有缺陷且内部无夹杂物，则磁通将全部通过被测工件；若存在缺陷，则会导致缺陷处及其附近的磁阻增加，使缺陷附近的磁场发生畸变。磁通可以分为3部分

9、：大部分磁通在工件内部绕过缺陷，少部分磁通穿过缺陷，还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷。第3部分就是漏磁通，可通过探头（霍尔元件或移动的感应线圈）测量得到，其信号强弱与管道缺陷情况有密切关系。漏磁管道检测装置自带电源，由天然气推动其在管道中运行，在运行过程中由检测装置携带的励磁设备向管壁加载恒定磁场，由传感器测量管壁内侧泄漏的磁通，测量数据经压缩后存放在检测装置的储存设备中。当检测装置经过缺陷或其他特征物（如螺旋焊缝、连接焊缝、三通接口和阀门等）时，会有漏磁通泄漏出管壁而被传感器测得。测试系统工作完毕，将其从地下管道中取出并将数据传输到计算机中，然后对沿途测得的数据进行处理和分析，

10、可以判定管道内的缺陷及腐蚀情况。周向励磁漏磁检测技术依靠环绕管道周向分布的磁化场实现检测,而不是沿轴向分布的磁化场。磁路设计采用了四块永磁体对称放置作为励磁源，中间用鼠铁连接形成闭合磁路，通过钢刷与管道的紧密连接，减少非工作气隙磁阻影响。管道与所设计的磁化器形成闭合磁路，在管道内壁附近形成四个漏磁检测的工作区，缺陷的漏磁通信号能够清晰的显示出来。2）漏磁检测缺陷类别通常使用漏磁法来检测由于腐蚀或机械损伤引起的金属损失。腐蚀是由于化学或电化学侵蚀而损耗使管壁变薄。常见的腐蚀形式包括外部，内部，点蚀（内部或外部），焊缝缝腐蚀，应力腐蚀开裂。腐蚀被发现时，当漏磁检测工具发生磁场的变化时，则证明该处存

11、在腐蚀缺陷。机械损伤是机械拆装时在金属管表面上产生的。在机械损伤面积周围的金属经常硬化，并改变其磁性。此外，在损伤的地方可能存在着浅层裂缝，从而进一步降低了压力管道的承载能力。和腐蚀一样，当漏磁检测工具发生磁场的变化时，则证明该处存在缺陷。由于这些缺陷在漏磁检测时改变了原有的磁场，所以很容易被检测出来。硬质点，结痂，和裂片等缺陷明显改变管道的磁学性质，但夹杂物和的叠片一般不能改变管道的磁学性质。因此,硬点，结痂，裂片比夹杂物和叠片容易找到。漏磁检测有一个优势，就是能够检测到某些检测系统不能检测的缺陷类型。事实上，金属损失缺陷是漏磁检测的重点，这使得它是检测缺陷的首选技术。三、管道内检测流程制定

12、详细的清管方案检测前的准备工作清管内检测数据分析提交检测报告四、未来完整性内部腐蚀未来发展速率的估算：通常，使用I管龄渴估算内部腐蚀的发展速率。这种方法假定内部腐蚀从管道投产时即开始以线性速率发展。采用下面的公式估算内部腐蚀发展速率：PD=峰值深度（%wt）WT-壁厚（mm）InspDate二管道检测日期CommDate=管道投产日期腐蚀失效模式人们对平底缺陷的失效模式（泄漏/爆裂）进行了广泛研究。压力接近带缺陷管道的失效压力时.，缺陷开始沿壁厚方向发展。管道破裂并导致泄漏时，如果所产生的全壁厚裂纹到达超临界长度，该裂纹就会扩展到初始缺陷的边界之外，并导致爆裂。不规则腐蚀ShannonB11提

13、出一种适用于不规则形状缺陷的更加精确的关系：“等效裂纹长度”法是另一种腐蚀缺陷泄漏/爆裂行为分析方法。这种方法假设腐蚀缺陷的行为与深度为腐蚀最大深度d、纵向剖面面积为腐蚀剖面面积A的矩形缺陷相同。这个矩形缺陷叫做“等效缺陷”o等效缺陷（矩形）的面积与实际（不规则）腐蚀缺陷的面积相等。如图B5所示，在理论上，当MAOP为63bar、公称壁厚为6.4mm时，平底金属损失（不是不规则的）的轴向长度大于100mm时才会出现不稳定爆裂，而在同一应力水平（70%SMYS）下，不规则腐蚀的轴向长度大于14Omm时才会出现不稳定爆裂。30%SMYS规则随着应力的减小，爆裂所需的缺陷长度将增大。这表明，在低压管

14、道上产生爆裂的可能性较低。这个原则叫做“30%SMYS规则:根据这条规则,对于在相当于30%SMYS的环向应力下运行的管道，虽然并非完全不可能，但发生爆裂的可能性极低。30%规则是一条经验规则，其依据是BatteIIe和BritiShGaS使用人工轴向平底部分壁厚缺陷（加工凹槽）进行实物试验获得的数据，大致相当于这些数据的下限（图B6）o在确定30%SMYS规则时还考虑到，出现将在这个应力水平发生爆裂的缺陷的可能性极低（假设爆裂是依赖于流变应力的行为）。五、报告解读检测概要1. 1.金属损失1.2. 管道异常1.3. 检测质量1.4. 统计数据摘要金属损失特征报告2. 1.汇总表2.2.检测单

15、总评基于压力的管道总结报告3.1.金属损失信息3. 2.管道信息3. 4.管道列表绝对距离金属损失特征上游边缘距管道起点的距离。轴向长度金属损失特征的预测轴向长度相对距离相对距离：特征距上游环焊缝的距离。ERF金属损失特征的估算维修系数的计算值。Ext或Int表示金属损失特征位于管道内表面还是外表面。请注意，位于管壁中间的金属损失特征归类为外部金属损失特征。特征选择规则用于选择金属损失特征的一些规则。“管道检测报告规范（附录F）中规定了选择规则FPR金属损失特征失效压力比的计算值环焊缝编号管道列表中使用的管段开始处的环焊缝编号。识别号管线标记盒、磁铁或阳极的识别号检测单号汇总表中各行汇总列出的检测单的编号。主管段主管段是由管道运营商在合同内“甲方定义的工作参数”部分定义的。在管段定义表中，管道运营商提供了管段的起点、终点以及管段的标称壁厚、最大允许运行压力和设计管道内部压力。MAOP管道运营商规定的管段最大允许运行压力。次级管段检测系统识别出的管段。次级管段是主管段上标称壁厚明显不同于主管段的一段管道。方位沿流动方向看金属损失特征在管道圆周上的位置。