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PMT 检测技术在南堡油田管道隐患检测中的 应用与分析 张传隆等内容选自石油工程建设杂志2019-4期 doi:10.3969/j.issn.1001-2206.2019.04.013 PMT 检测技术在南堡油田管道隐患检测中的 应用与分析 张传隆， 张书红， 蔡 彪， 米书丽 中国石油冀东油田南堡油田作业区， 河北唐山 063200 摘 要： 管道运输是我国陆上油气运输的主要方式， 随着管道建设规模的不断增长， 压力管道安全事故频发， 加强对压力管道安全性能的检测显得尤为重要。 简要介绍了 PMT 非接触式磁应力检测技术的工作原理和优点、 管道缺陷危险评估方法； 阐述了 PMT 技术在南堡油田管道隐患检测中的应用案例， 在对不同规格的油气管道 进行 PMT 检测后，进行现场开挖， 利用超声 C 扫描检测技术对其中 11 个异常点进行了检测，验证了 PMT 技 术的准确性和有效性。 关键词： PMT； 管道隐患检测； 开挖验证 Application and analysis of PMT detection technology in pipeline hidden danger detection in Nanpu Oilfield ZHANG Chuanlong , ZHANG Shuhong, CAI Biao, MI Shuli Nanpu Oilfield Operating Area of Jidong Oilfield, Tangshan 063200, China Abstra ct： Pipeline transportation is the main way of onshore oil and gas transportation in China. With the increasing scale of pipeline construction, the safety accidents of pressure pipelines occur frequently, and it is especially important to strengthen the detection of safety performance of pressure pipelines. This paper briefly introduces the working principle and advantages of PMT non -contact magnetic stress detection technology and the risk assessment method of pipeline defects. The application cases of PMT technology in pipeline hidden danger detections in Nanbao Oilfield are described. After the PMT detections for the oil and gas pipelines of different specifications, on-site excavation is carried out, 11 abnormal points are detected by ultrasonic C-scan technique, and the accuracy and effectiveness of PMT technology are verified. Keywords： PMT; pipeline hidden danger detection; excavation verification
管道运输具有低成本、 高效率、 安全可靠等优 点， 已成为能源运输的主要方式。 世界上近 100% 的天然气、 85%以上的原油运输是通过管道输送实 现的， 我国现有在役石油天然气管道十几万千米， 遍布全国二十多个省市以及渤海、 黄海、 南海等广 大海域[1- 2]。 随着国家对石油及天然气等能源产品需 求量的迅速增加和国家战略储备的需要， 长距离油 气输送管道的建设仍在加速发展[3]， 因此维护管道 的安全运行， 掌握管道的在役状况尤为重要。 无损检测技术是保障油气管道安全运行的重要 手段， 对于管道的安全管理具有重要意义。 近几年， 无损检测技术 （超声波、 磁粉、 射线、 渗透） 发展 已经比较成熟，在质量控制、 安全保障、 事故预防 等方面发挥了重要作用。 但是这些检测方法均是检 测已存在的缺陷， 而对于预测缺陷产生的部位、 因 材料疲劳产生突发性破坏问题则无能为力。 本文介绍一种半定量的管道本体腐蚀的检测方法—非接触式磁应力 （以下简称 PMT） 检测技术。 该检测方法不影响管道正常运行， 不需要停输，且对管道收发球装置、 管输压力等无要求，总体数据比较准确， 也能给出腐蚀缺陷大小的范围分级，为管道运营单位提供维护、 维修和使用的决策依据。 1 PMT检测技术 PMT检测技术基于金属磁记忆检测的原理， 利用金属磁记忆效应来实现部件应力集中部位的快速无损检测。 该检测技术能够在不对构件表面进行清理的情况下对铁磁性金属构件内部的应力集中区， 即微观缺陷、 早期失效和损伤等进行诊断， 防止突发性的疲劳破坏， 是无损检测领域的一种新的检测手段， 可以实现对管道进行长距离、 大范围的无损检测。 1.1 基本原理 当铁磁性构件受到外部载荷作用时， 受地球磁 场激励，在应力和变形集中区域会发生具有磁致伸 缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向， 磁畴 组织的重新取向会导致构件内部产生新的磁状态， 金属构件表面的这种磁状态记忆了微观缺陷或应力 集中的位置， 即所谓的磁记忆效应。 通过在地面沿管道上方实施检测并记录这些磁 场数据， 对缺陷处管道的受力状况进行分析计算， 根据管道局部应力级别的相应变化来评估缺陷， 得 出缺陷处管道的应力水平、 危险程度、 最大允许操 作压力、 维修等级、 估算缺陷尺寸和类型等信息， 进而给出修复建议。 1.2 缺陷危险评估 管道缺陷危险评估根据磁异常综合指数 F 来 确定： F = A ·expQ1 - 式中： A 为矫正系数， 表示管道缺陷对磁场变化的影 响， 在校验程序完成之后确定； Qφ、 QaH 为在异常区 沿管道轴线方向及背景 “静区”中的磁场强度， A/m， 由曲线部分的长度确定。 通过相应的异常长度 和背景部分相结合， 对磁场梯度进行积分计算[4]。 磁异常综合指数 F对应的等级和风险见表 1。 表 1 管道检测等级判定情况[5]
3 结束语 非接触式磁应力 （PMT） 检测技术采用外检测的方式，对管道磁场数据进行收集， 给出较为丰富的管道本体缺陷数据和评估结果。 该检测技术适用于长距离管道的腐蚀缺陷检测， 无需接触管道本体，即可获得管道的评级情况 ， 简单快捷。 在冀东油田对 7 条管道进行 PMT 检测时， 对其中 11 个检测异常点进行了现场开挖验证， 发现 PMT检测技术的符合率为 73%， 能够较好地判断管道的腐蚀情况，对下一步具体验证与开挖治理提供了数据依据。 参考文献 [1] 祝悫智，段沛夏，王红菊，等. 全球油气管道建设现状及发展趋势 [J ]. 油气储运， 2015，34（12）：1 262- 1 266. [2] 闵希华， 杨理践， 王国庆， 等 . 长输油气管道弱磁应力内检测 技术[J ]. 机械工程学报， 2017 （12）： 33- 41. [3] 罗更生，周煜. 含裂纹油气管道可靠性评定方法及敏感性分析[J ]. 石油学报，2011，32（6）：1 083- 1 087. [4] RD 102- 008：2002，Directive for diagnos tics of pipeline techni- cal condition by the non- contact magnetometric method[S]. [5] 石卫国， 张扬， 王晖瑜，等. MTM 检测技术在中海油海底管道腐 蚀检测中的应用[J ]. 涂料技术与文摘，2017（6）：43- 47. 作者简介： 张传隆 （1988-）， 男， 辽宁大连人， 工程师， 2011 年毕业于中 国石油大学 （华东） 测绘工程专业， 现从 事地面建设工作。 Email： chuanlonglove@126.com 收稿日期： 2019- 04- 14 注 :因此文属于学术论文，相关涉及内容我方已删除，此文结论证实了PMT技术的可行性，如有兴趣了解全文，链接如下https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=16260ru0150b0440660j0p10kn519620&site=xueshu_se |
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