管道內(nèi)檢測技術(shù)的種類、原理及應(yīng)用

       管道內(nèi)檢測技術(shù)是將各種無損檢測(NDT)設(shè)備加在島清管器(PIG)上，將原來用作清掃的非智能改為有信息采集、處理、存儲(chǔ)等功能的智能型管道缺陷檢測器(SMARTPIG)，通過清管器在管道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到檢測管道缺陷的目的。早在1965年美國Tuboscopc公司就已將漏磁通(MFL)無損檢測(NDT)技術(shù)成功地應(yīng)用于油氣長輸管道的內(nèi)檢測，緊接著其他的無損內(nèi)檢測技術(shù)也相繼產(chǎn)生，并在嘗試中發(fā)現(xiàn)其廣泛的應(yīng)用前景。

       目前國外較有名的監(jiān)測公司由美國的TuboscopcGEPII、英國的BritishGas、德國的Pipetronix、加拿大的Corrpro，且其產(chǎn)品已基本上達(dá)到了系列化和多樣化。內(nèi)檢測器按功能可分為用于檢測管道幾何變形的測徑儀、用于管道泄漏檢測儀、用于對因腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷檢測的漏磁通檢測器、用于裂紋類平面型缺陷檢測的渦流檢測儀、超聲波檢測儀以及以彈性剪切波為基礎(chǔ)的裂紋檢測設(shè)備等。下面對應(yīng)用較為廣泛的幾種方法進(jìn)行簡要介紹。

       1.測徑檢測技術(shù)

       改技術(shù)主要用于檢測管道因外力引起的幾何變形，確定變形具體位置，有的采用機(jī)械裝置，有的采用磁力感應(yīng)原理，可檢測出凹坑、橢圓度、內(nèi)徑的幾何變化以及其他影響管道內(nèi)有效內(nèi)徑的幾何異�，F(xiàn)象。

       2.泄漏檢測技術(shù)

       目前較為成熟的技術(shù)是壓差法和聲波輻射方法。前者由一個(gè)帶測壓裝置儀器組成，被檢測的管道需要注以適當(dāng)?shù)囊后w。泄漏處在管道內(nèi)形成最低壓力區(qū)，并在此處設(shè)置泄漏檢測儀器;后者以聲波泄漏檢測為基礎(chǔ)，利用管道泄漏時(shí)產(chǎn)生的20～40kHz范圍內(nèi)的特有聲音，通過帶適宜頻率選擇的電子裝置對其進(jìn)行采集，在通過里程輪和標(biāo)記系統(tǒng)檢測并確定泄漏處的位置。

       3.漏磁通過檢測技術(shù)(MFL)

       在所有管道內(nèi)檢測技術(shù)中，漏磁通檢測歷史最長，因其能檢測出管島內(nèi)、外腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷，對檢測環(huán)境要求低，可兼用于輸油和輸氣管道，可間接判斷涂層狀況，其應(yīng)用范圍最為廣泛。由于漏磁通量是一種相對地噪音過程，即使沒有對數(shù)據(jù)采取任何形式的放大，異常信好在數(shù)據(jù)記錄中也很明顯，其應(yīng)用相對較為簡單。值得注意的是，使用漏磁通檢測儀對管道檢測時(shí)，需控制清管器的運(yùn)行速度，漏磁通對其運(yùn)載工具運(yùn)行速度相當(dāng)敏感，雖然目前使用的傳感器替代傳感器線圈降低了對速度的敏感性，但不能完全消除速度的影響。該技術(shù)在對管道進(jìn)行檢測時(shí)，要求管壁達(dá)到完全磁性飽和。因此測試精度與管壁厚度有關(guān)，厚度越大，精度越低，其適用范圍通常為管壁厚度不超過12mm。該技術(shù)的精度不如超聲波的高，對缺陷準(zhǔn)確高度的確定還需依賴操作人員的經(jīng)驗(yàn)。

       4.壓電超聲波檢測技術(shù)

       壓電超聲波檢測技術(shù)原理類似于傳統(tǒng)意義上的超聲波檢測，傳感器通過液體耦合與管壁接觸，從而測出管道缺陷。超聲波檢測對裂紋等平面型缺陷最為敏感，檢測精度很高，是目前發(fā)現(xiàn)裂紋最好的檢測方法。但由于傳感器晶體易脆，傳感器元件在運(yùn)行管道環(huán)境中易損壞，且傳感器晶體需通過液體與管壁保持連續(xù)的耦合，對耦合劑清潔度要求較高。因此僅限于液體輸送管道。

       5.電磁波傳感檢測技術(shù)(EMAT)

       超聲波能在一種彈性導(dǎo)電介質(zhì)中得到激勵(lì)，而不需要機(jī)械接觸或液體耦合。這種技術(shù)是利用電磁物理學(xué)原理以新的傳感器替代了超聲波檢測技術(shù)中的傳統(tǒng)壓電傳感器。當(dāng)電磁波傳感器載管壁上激發(fā)出超聲波能時(shí)，波的傳播采取已關(guān)閉內(nèi)、外表面作為“波導(dǎo)器”的方式進(jìn)行，當(dāng)管壁是均勻的，波延管壁傳播只會(huì)受到衰減作用;當(dāng)管壁上有異常出現(xiàn)時(shí)，在異常邊界處的聲阻抗的突變產(chǎn)生波的反射、折射和漫反射，接收到的波形就會(huì)發(fā)生明顯的改變。由于基于電磁聲波傳感器的超生壁檢測最重要的特征是不需要液體耦合劑來確保其工作性能。因此該技術(shù)提供了輸氣管道超聲波檢測的可行性，是替代漏磁通檢測的有效方法。