第一篇：8管道油氣計量（范文）

油氣計量

1.計量在長輸管道中的作用

計量工作是企業生產活動的一個組成部分，做好企業計量工作，對于保證產品質量、提高勞動生產率、保障安全生產、節約能源、加強經濟核算、增加經濟效益具有重要的作用。石油、石油產品出售、購買、商業性的交接中，準確的計量是極重要的。在輸油管道的終點，又稱末站，也是長輸管道的運轉油庫，其任務是向煉廠轉輸原油，或者裝船、裝車向其它地方轉運，都要經過計量。其計量的準確與否，直接關系到買賣雙方的經濟利益。所以商品油、氣計量必須具有科學性、公證性，并遵循一定的法律、法規，才能做到公平交易。

在長輸管道的生產管理中原油的收、銷、存及消耗的準確計量是非常重要的。泵效率、加熱爐效率都是通過輸量來測算的，生產運行方式也是根據輸量來安排的，而輸量是通過計量得到的，所以長輸管道經濟、安全、平穩的運行和準確計量是緊密相關的。

2.國內石油計量的主要方式

目前，我國原油商品量交接采用的是質量計量，即測出原油的體積、密度、含水、溫度、壓力等參數，換算成標準狀態下(溫度20℃，壓力101.325ＫＰa)扣除含水的純油質量，計量方式主要采用靜態計量和動態計量。

2.1 原油靜態計量

所謂靜態計量，是指用金屬油罐、鐵路罐車作為計量體積量的器具，在油罐停止收發作業，液面經靜止一段時間（大罐穩定時間不少于30分鐘，鐵路罐車不少于15分鐘）消除泡沫達到平衡，而沒有因攪動而產生波紋的狀態下進行的計量操作。2.1.1 做為計量用的金屬油罐叫做計量罐，首先要對計量罐進行容積檢定。凡新建或大修理過的金屬罐投用前都應進行檢定，計量罐檢定周期為四年。檢定規程執行國標JJG168<<立式金屬罐容量試行檢定規程>>，容積檢定精度可達0.2%。檢定完畢，由檢定單位出具檢定證書，編制出罐容積表，利用大罐檢尺，測出液位高度，查出對應的體積量。

2.1.2 大罐液位檢尺（即測量罐內液面高度），目前各類油

罐的液面高度的測量有兩種方法，一種是人工檢尺法，另一種是液位計法，液位計在輸油生產過程中一般作為監測工具，而不做為計量器具。而人工檢尺是靜態計量過程中應用最為廣泛的方法。

人工檢尺分為檢實尺和檢空尺，檢實尺就是測量罐內液位實際高度，也稱測實法，適用于輕質油品的測量。檢空尺即測量液面到罐頂檢尺口的高度，也稱靜面懸空檢尺法，適用于粘度較大的重質油品的油面高度測量。這是因為原油等重質油品粘度較大，含蠟量高，在罐壁或罐底部容易結蠟。另外罐內沉積大量泥沙，使量油尺無法達到罐底，因此，原油罐等均采用檢空尺，其油高計算公式是：

油高＝檢尺口總高－下尺深度＋尺帶粘油高度。

2.1.3 油罐測溫，按國標ＧＢ 8927<<石油和液體石油產品溫度測量法>>執行。油高３米以下，在油高中部測一點。油高３－５米，在油品上液面下1米，油品下液面上1米處共測兩點，取算術平均值作為油品的溫度，油高５米以上，在油品上液面下１米，油品中部和油品下液面上1米處共測三點，取算術平均值作為油品的溫度。

2.1.4 油罐取樣，按國標ＧＢ4756 <<石油和液體石油產品取樣法(手工法)>>執行。對于計量罐，應取上部樣（頂液面下，其深度的六分之一處），中部樣(頂液面下，其深度二分之一處)，下部樣(頂液面下，其深度的六分之五處)，按等比例混合，作為整個油罐中的代表性試樣。

2.1.5 油量計算，按國標ＧＢ9110<<原油立式金屬罐計量油量計算>>執行，純油品質量（在空氣中重量）計算公式：

Ｍn=Ｐ20.Ｖ20.Ｆ(１－Ｗ)式中：Ｍｎ－純油品質量，ｔ

Ｐ20-含水油品標準密度，t/m`(3`)Ｖ20——含水油品標準體積 m`(3`)Ｆ——真空中質量換算到空氣中重量的換算系數

Ｗ——油品質量含水率

計算結果精確到0.001t

2.2 原油動態計量

動態計量是指石油在動態流動條件下進行的流量測量，由流量儀表來完成。目前國內原油動態計量主要有兩種類型，一種是原油的體積量由流量計計量，人工讀數，取樣、化驗，測出原油密度和含水率，人工計算油量。另一種是油量交接的主要參數體積量、密度、含水、壓力、溫度等值，全部采用儀表連續測量，并且直接算出純油量。原油動態計量常用的流量儀表有容積式流量計、速度式流量計和最近幾年發展起來的質量流量計。2.2.1容積式流量計

容積式流量計是一種機械式儀表，其內部都有構成一定容積的空間（計量室），流量計內部的轉子在入口流入液體的壓力作用下轉動，把流體不斷的送向排出口，其內部空間的體積在設計制造時是已知的，所以，測量轉子的轉動次數，就能求出該空間給出的體積量。單位時間內測得的轉子轉動次數，可計算出流體的流量，這就是容積式流量計的測量原理。常用的容積式流量計有腰輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、橢圓齒輪流量計。2.2.2 腰輪流量計

結構：由三部分組成，即主體部分（它包括殼體、腰輪、驅動齒輪、隔板、上下蓋），表頭（包括精度調整器、脈沖發訊器、計數器）和連接部分。

工作原理：腰輪流量計主體內有一對腰輪轉子，靠液體通過流量計產生的壓差轉動，通過驅動齒輪相互交錯轉動。（見圖2.1）

當液體推動D2軸上腰輪反時針方向轉動時，圖2.1（A），通過與之相連的驅動齒輪帶動D1軸上的腰輪順時針轉動，轉動90°后成為圖2.1（c）狀態，上邊的腰輪受液體推動順時針轉動，驅動齒輪帶動下邊腰輪反時針轉動，腰輪旋轉360°時，有4個計量室容積的液體排出流量計，計量室容積在設計時就確定了，計錄腰輪轉動的轉數，就得到被計量介質的體積量，轉子的轉動通過減速機構、聯軸器，輸入到積算指示裝置，從而在表頭上讀出流量值。2.2.3 刮板流量計

刮板流量計有凸輪式和凹線式兩種型式。（見圖2.2）

圖（2.2）

結構：凸輪式刮板流量計的主體部分主要由轉子、凸輪、凸輪軸、刮板、連桿、及殼體所組成。凹線式刮板流量計的主體部分主要由轉子、刮板、連桿、和殼體組成。轉子是一個轉動的圓筒，當刮板是兩對時，在轉子圓筒壁上沿徑向開有互成90°角的四個槽，當三對刮板時，則開有互成60°角的六個槽。

工作原理：當被計量的液體經過流量計時，推動刮板和轉子旋轉，與此同時，刮板沿著一種特殊的軌跡成放射狀的伸出或縮回，但是每兩個相對刮板端面之間的距離是一定值，所以在刮板連續轉動時，在兩個相鄰的刮板、轉子、殼體內腔以及上下蓋板之間就形成了一個容積固定的計量空間，轉子每轉一圈，就可排出四個（或六個）同樣閉合的體積，精確的計量液體量。2.2.4 雙轉子流量計

結構與工作原理：雙轉子流量計計量部分主要是由計量箱和裝在計量箱內的一對設計獨特的螺旋轉子組成，它們與計量箱組成若干個已知體積的空腔，作為流量計計量單位。互不接觸的螺旋轉子由同步齒輪保持適當的位置，靠流量計進出口的壓差推動而旋轉，不斷將進口的液體經空腔計量后送到出口，經密封聯軸器及傳動系統將螺旋轉子的轉數傳遞給計數機構，直接讀出流經流量計的液體總量。（見圖2.3）

以上三種容積式流量計計量精度高，精度可達±0.2％～±0.1％,運行可靠，振動和噪音小，壓力損失小，最大不超過0.05MPa,適應介質粘度范圍廣，無論測量高粘度或低粘度液體，都能保證較高的精度。因此，在石油商品量交接計量中得到廣泛的應用。

2.2.5 橢圓齒輪流量計

結構與工作原理：橢圓齒輪流量計主要部分是計量室和裝在計量室內的一對橢圓齒輪，它與蓋板構成一半月型空腔，作為流量計的計量單位。其工作原理與腰輪流量計類似。橢圓齒輪流量計精度一般為±0.5％,因此，不作為外銷計量用，多用于加熱爐燃料油計量。

2.3 速度式流量計 2.3.1 渦輪流量計

渦輪流量計是一種速度式儀表，其主要結構有殼體、斜葉輪、導流器、磁電轉換器、軸承和前置放大器組成。

工作原理：當被測介質以一定的速度流過渦輪流量計變送器時，在液體的作用下，斜葉輪受力而旋轉，旋轉的速度與液體的流速成正比。斜葉輪的轉動，周期性地改變磁電轉換器的磁阻值，使感應線圈中的磁通發生周期性的變化，產生周期性的感應電勢，既電脈沖信號，經放大器放大后，送至二次儀表進行顯示或累計。在測量范圍內，葉輪的轉速與流量成正比，則信號脈沖數與葉輪的轉速成正比，所以當測得頻率f和某一時間內的脈沖總數N后，分別除以儀表常數E（次／升）便可求得瞬時流量 Q=f／E（升／秒）和總量 V=N／E（升）。儀表常數由廠家在產品出廠時給出。

2.4 質量流量計

用于計量流過某一截面的流體質量流量或總量的流量計叫質量流量計。質量流量計主要由流量傳感器（振動管）和變送器組成。其原理利用流體在振動管內流動時產生的科氏力，以直接或間接的方法測量其力而得到流體質量流量，其性能不隨溫度、粘度、壓力和密度影響，精度為±0.2％±零點穩定度，近幾年正逐步得到應用。

2.5 容積式流量計附屬設備

流量計附屬設備是指保證流量計的計量精度、延長流量計的使用壽命和流量計配套的設備。它們主要包括過慮器和消氣器，必要時應配備流量調節閥和逆止閥。

2.5.1 過濾器

過濾器是防止被計量液體所攜帶的金屬物、焊渣、石塊、等雜質和臟物進入流量計，影響流量計正常運行，延長流量計使用壽命。它安裝在流量計的進口。過濾器主要由筒體和過慮網組成，過濾網做成與筒體同心的圓筒，被計量的液體經過過濾網時，雜質和臟物被留在過濾網內，當需要清洗時，只要把筒體上蓋打開，就能把過濾網提出來清洗，這種形式的結構稱為花籃式結構。它的主要優點是清洗、檢修方便，為便于清洗時排出油污，在它的底部有用來安裝排油閥的短管。

2.5.2 消氣器

原油在管道輸送過程中，不可避免地會含有一些氣體，這些氣體在管道中占有一定的空間，隨油流進入流量計內就會把氣體也當成油進行計量。要確保流量計的計量精度，必須將這部氣體在進入流量計前排除掉，消氣器就是起這個作用。在油品計量中是必不可少的輔助設備。

消氣器首先是使油品和氣體分離開，這些氣體上升到消氣器的頂部，逐漸形成一個氣體空間，出現油氣界面，隨著氣體空間的擴大，油氣界面下降，當油氣界面下降到一定程度，安裝在消氣器內的浮球連桿機構動作，打開排氣閥，將分離出來的氣體排出。

2.6 流量計的檢定

用于商品油計量用的流量計國家規定精度為0.2級以上，即基本誤差不大于±0.2%，由于流量計在制造過程中轉子與殼體之間有一定的間隙，使用過程中將產生一定的漏失量，在長期運行中磨損加大，誤差將進一步增加。所以國家規定流量計屬國家強制檢定計量器具。凡達到檢定周期的、經檢修后或長期不用需要使用的，對其測量值發生懷疑的流量計都要及時檢定。確保公平交易。流量計精度是通過檢定來確定的。檢定流量計的裝置主要是標準體積管，和流量計串在一起，采用現場實液檢定方法。測量值即可靠又準確。標準體積管包含一個標準容積段，檢定時把同一時間間隔內將被檢流量計指示值同體積管的標準值對比，求出流量計誤差，確定其精度，其誤差用下式表示。Q流—Q標

E=————————×100％ Q標

式中： E——基本誤差

Q流——被檢流量計指示值 Q標——標準容器標準值

這兩種體積量之間很難一致，流量計誤差超過規定范圍要采取一些措施加以消除。因此，流量計的容差調整裝置（精度調整器）就是用人工的方法，消除由于使用中的磨損、銹蝕、加工制造等產生的誤差。主要方法是采取改變流量計指示體積量的傳動齒輪的轉速，使流量計數器多計或少計一個常數，達到消除誤差的目的。容差調整只能在流量計檢定時進行，由檢定人員操作，為保證檢定結果不變，容差調整完應加鉛封，至下一次流量計檢定前，任何人無權拆卸鉛封。檢定完畢，由檢定單位出具檢定證書。

2.7 油量計算

油量計算是油量計量過程中的最后一個環節，也是最重要的一環。不論采用何種計量方式，最終目的就是要準確地計算出油量。在國標9109.5《原油動態計量油量計算》中規定，油量按下式計算。Ma=Vi.P20(MF.Cpi.Cti.Fn.Cw)式中：

Ma——原油在空氣中的凈質量 t Vi——流量計累計體積值 m`(3`)P20— 原油的標準密度 g／cm`(3`)(MF.Cpi.Cti.Fn.Cw)---聯合修正系數 MF——流量計系數 Cpi——壓力修正系數 Cti——溫度修正系數 Fn——空氣浮力修正系數 Cw——原油含水系數

油量計算精確到0.001t.油量計算的重要參數含水、密度都是通過人工化驗得到的，所以，采取的原油試樣必須有代表性，含水和密度測定嚴格執行國家有關標準，保證交接雙方的經濟利益。

3.天然氣計量

天然氣是指從地下油氣藏中開采出來的氣體，是以甲烷為主的化合物的混合物，是一種可燃氣體。天然氣計量采用體積計量，以m`(3`)為單位，由于天然氣的體積隨溫度和壓力而變化，商品氣量是標準狀態（溫度20℃,壓力101.325KPa）下的體積量。目前，天然氣計量常用儀表有差壓式流量計、速度式流量計，容積式流量計，我國天然氣計量使用最多的是以標準孔扳做為節流裝置的差壓式流量計。

3.1 差壓式流量計

差壓式流量計由標準節流裝置、導壓系統和記錄差壓的差壓計、前后直管段組成。孔板、流量噴嘴、文丘里管都是節流裝置，基于伯努力方程和流體連續性原理設計而成。當管道內流體流經這些節流元件時，流通截面積減小或突然收縮，使流體流速增大，使得前后產生壓力差，實踐證明，節流件前后壓差△P與流量Q有如下的關系Q∝√△P，流量越大，壓力差越大。流量減小，壓力差也減小。所以，只要檢測出節流元件前后壓差信號△P，也就可以間接地測出對應流量Q。孔板節流裝置具有結構簡單、造價低、安裝方便、工作可靠、有一定的準確度，能滿足測量需要，而且有很長的使用歷史，有豐富的實驗數據，設計、加工已標準化，只要按標準進行設計、加工、安裝、檢驗和使用，不需要進行實流檢定。與孔板配套的二次儀表一般有兩大類，一類是機械式儀表，如雙波紋管差壓計；二是電動差壓變送器。天然氣組份分析是由人工定時取樣分析或安裝在線分析儀自動分析。天然氣計量執行行標SY／T6143-1996《天然氣流量的標準孔板計量方法》。標準噴嘴一般作為現場傳遞標定使用，很少直接用于計量。文丘里管已部分使用，其測量原理與孔板類似。

3.2 速度式流量計

計量天然氣的速度式流量計有渦輪流量計、渦街流量計、旋進旋渦流量計。

3.3其它流量計

用于氣體測量的還有容積式流量計，如氣體腰輪流量計，氣體超聲波流量計。

4.長輸管道原油交接計量所遵循的原則 4.1 計量儀表與標準裝置的準確度

4.1.1 作為貿易結算用的流量計，基本誤差應不大于±0.2％.4.1.2 原油密度測定極限誤差應不大于±1Kg／m`(3`)。4.1.3 原油含水測定極限誤差應不大于±0.1％。4.1.4 標準體積管的復現性應優于±0.02％。4.1.5 綜合計量誤差應不大于±0.35％。

4.2 流量計讀數

當計量時間不大于8小時，僅記錄流量計始末體積指示值，當計量時間大于8小時，需記錄流量計始末和每8小時的流量計體積指示值。

4.3 測溫、測壓

測溫方法應符合GB 8927《石油和液體石油產品溫度測定法》的規定溫度計分度值不大于0.5℃。測壓方法應符合有關標準的規定，壓力表等級不低于0.5級。

4.3.1 對裝車計量，應在計量開始后（罐內油品流過流量計）10分鐘和計量結束前10分鐘及中間各測溫、測壓一次，取三次溫度和壓力的算術平均值作為油品的平均溫度和壓力。

4.3.2 對裝船計量，應在計量開始后（罐內油品流過流量計）10分鐘和計量結束前10分鐘以及每間隔1小時各測溫、測壓一次，以計量時間內各次所測溫度、壓力的算術平均值作為油品的平均溫度和壓力。4.3.3 對管道連續輸油計量，每2小時測溫、測壓一次，以8時內四次測溫、測壓的算術平均值作為8時內的平均溫度和壓力。

4.4 取樣

自動取樣應符合SY 5713 《原油管線自動取樣法》的規定。人工取樣應符合GB 4756 《石油及液體石油產品取樣法（手工法）》的規定。取樣部位應設在靠近流量計出口端管線上。

4.4.1 對裝車計量，未配自動取樣器，取樣應在計量開始，中間和結束前10分鐘各取樣一次，并將所采油樣以相等體積摻和成一份組合試樣。

4.4.2 對裝船計量，未配自動取樣器，應在計量開始，罐內油品流到取樣器時取樣一次，以后每隔1小時（裝船流量大于2000`(3`)/h）或2小時（裝船流量不大于2000`(3`)/h）以及計量結束前10分鐘各取樣一次，將所采油樣以相等體積摻和成一份組合試樣。

4.4.3 對管道連續輸油計量，每2小時取樣一次，每4時摻和成一份組合試樣。

4.5 原油密度測定

測定方法應符合GB 1884《石油和液體石油產品密度測定法（密度計法）》的規定。

4.5.1 對裝車、裝船計量，整個計量過程做一個組合試樣，測定密度。4.5.2 對管道連續輸油計量，每4小時做一個組合試樣，測定其密度，將8時內的二次組合試樣所測結果的算術平均值作為8小時的密度測定結果。

4.6 原油的含水測定

原油含水測定應符合GB 260《石油產品水份測定法》或GB 8929《原油水含量測定法（蒸餾法）》的規定。

4.6.1 對裝車、裝船計量，整個計量過程做一個組合試樣。

4.6.2 對管道連續輸油計量，每4小時做一個組合試樣，測定其質量含水量，將8時內二次測定結果取算術平均值，作為8時內的原油含水量。

第二篇：油氣管道腐蝕檢測

油氣管道腐蝕的檢測

摘要:油氣管道運輸中的泄漏事故，不僅損失油氣和污染環境，還有可能帶來重大的人身傷亡。近些年來，管道泄漏事故頻繁發生，為保障管道安全運行和將泄漏事故造成的危害減少到最小，需要研究泄漏檢測技術以獲得更高的泄漏檢測靈敏度和更準確的泄漏點定位精度。本文介紹幾種檢測方法并針對具體情況進行具體分析。

關鍵字：腐蝕檢測

渦流

漏磁

超聲波 引言：

在油氣管道運輸中管道損壞導致的泄漏事故不僅浪費了石油和天然氣，而且泄露的有毒氣體不僅污染環境，而且對人和動物造成重大的傷害，因此直接有效的檢測技術是十分必要的，油氣管道檢測是直接利用儀器對管壁進行測試，國內外主要以超聲波、漏磁和禍流等領域的發展為代表。[1]

1、渦流檢測

電渦流效應的產生機理是電磁感應.電渦流是垂直于磁力線平面的封閉的 旋渦!狀感應電流, 與激勵線圈平面平行, 且范圍局限于感應磁場所能涉及的區 域.電渦流的透射深度見圖1, 電渦流集中在靠近激勵線圈的金屬表面, 其強度隨透射深度的增加而呈指數衰減, 此即所謂的趨膚效應.[1]

電渦流檢測金屬表面裂紋的原理是: 檢測線圈所產生的磁場在金屬中產生電渦流, 電渦流的強度與相位將影響線圈的負載情況, 進而影響線圈的阻抗.如果表面存在裂紋, 則會切斷或降低電渦流, 即增大電渦流的阻抗, 降低線圈負載.通過檢測線圈兩端的電壓, 即可檢測到材料中的損傷.電渦流檢測裂紋原理見圖2.[2]

渦流檢測是一種無損檢測方法，它適用于導電材料。渦流檢測系統適應于核電廠、煉油廠、石化廠、化學工廠、海洋石油行業、油氣管道、食品飲料加工廠、酒廠、通風系統檢查、市政工程、鋼鐵治煉廠、航空航天工業、造船廠、警察/軍隊、發電廠等各方面的需求.[2] 渦流檢測的優點為:1.對導電材料和表面缺陷的檢測靈敏度較高;2.檢測結果以電信號輸出，可以進行白動化檢測;3.渦流檢測儀器重量輕，操作輕便、簡單;4.采用雙頻技術可區分上下表面的缺陷:5.不需要禍合介質，非接觸檢測;6.可以白動對準_!:件探傷;7.應用范圍廣，可檢測非鐵磁性材料。

渦流檢測的缺點為:1.只適用于檢測導電材料;2.受集膚效應影響，探傷深度與檢測靈敏度相矛盾，不易兩全:3.穿過式線圈不能判斷缺陷在管道圓周上所處的具體位置;4.要有參考標準才能進行檢測:5.難以判斷缺陷的種類。[1]

2、超聲波檢測

超聲波檢測的基本原理基本原理見圖3所示。

垂直于管道壁的超聲波探頭對管道壁發出一組超聲波脈沖后，探頭首先接收到由管道壁內表面反射的回波(前波)，隨后接收到由管道壁缺陷或管道壁外表面反射的回波(缺陷波或底波)。于是，探頭至管道壁內表面的距離A與管道壁厚度T可以通過前波時間以及前波和缺陷波(或底波)的時間差來確定：

式中，為第一次反射回波(前波)時間，為第二次反射回波(底波或缺陷波)時間，為超聲波在介質中的聲速、為超聲波在管道中的聲速。[3] 不過，僅僅根據管道壁厚度T曲線尚無法判別管道屬內壁缺陷還是外壁缺陷，還需要根據探頭至管道壁內表面的距離A曲線來判別。當外壁腐蝕減薄時，距離A曲線不變；而當內壁腐蝕減薄時，距離A曲線與壁厚T曲線呈反對稱。于是，根據距離A和壁厚T兩條曲線，即可確定管道壁缺陷，并判別管道是內壁腐蝕減薄缺陷還是外壁腐蝕減薄缺陷。[3] 超聲波檢測是通過超聲傳感器將高頻聲波射入被檢管道內，如果其內部有缺陷，則一部分入射的超聲波在缺陷處被反射回來，再利用傳感器將反射同來的信號接收，可以檢出缺陷的位置和大小。超聲檢測的常用頻率范圍為0.5一10MHz。

管道腐蝕缺陷深度和位置的直接檢測方法，是利用超聲波的脈沖反射原理來測量管壁腐蝕后的厚度，對管道材料的敏感性小，檢測時不受管道材料雜質的影響，超聲波法的檢測數據簡單準確，能夠檢測出管道的應力腐蝕破裂和管壁內的缺陷。適用于大直徑、厚管壁管道的檢查。超聲波檢測具有檢測成本低，現場使用方便，特別適用于檢驗厚度較大的管道。[4] 超聲檢測作為一種成熟的無損檢測技術有著它白己的優點，但還存在以下幾個方面的不足:1.必須去除表面涂層，或者對表面進行打磨處理，增加了勞動強度;2.管材為圓柱曲面，容易造成禍合不良，檢測速度慢、時間一長:3.有一定的近場盲區，易造成漏檢:4.檢測結果帶有土觀因素，并與操作人員有關:5.腐蝕坑底或腐蝕表面對聲波散射嚴重，造成回波信號降低;6.不適合在氣管線和含蠟高的油管線進行檢測，具有一定局限性;7.內、外壁回波難以判斷，容易發生誤判。

3、漏磁檢測

最適合油管探傷檢驗的方法是漏磁法, 國內油田現用的舊油管修復檢測線80%，[5]以上都采用了漏磁探傷方法 漏磁檢測是以自動化為目的發展起來的一種自動無損檢測技術，國外己經得到廣泛應用。漏磁檢測的基本原理是建立在鐵磁性材料的高磁導率特性之上的。鐵磁性材料的磁導率遠大于其它非鐵磁性介質(如空氣)的磁導率。當用磁場作用于被測對象并采用適當的磁路將磁場集中于材料局部時，一旦材料表面存在缺陷，缺陷附近將有一部分磁場外泄出來。用傳感器檢測這一外泄漏磁場可以確定有無缺陷，進而可以評價缺陷的形狀尺寸。

鋼管缺陷瀚磁檢測原理是鋼管被永久磁鐵磁化后，當鋼管中無缺陷時，磁力線絕大部分通過鋼管，見圖:當管壁變薄，管內、外壁局部被磨損，有腐蝕坑、凹坑、通孔等缺陷時，鋼管缺陷處的磁阻變大，聚集在管壁的部分磁通向外擴張，磁力線發生彎曲井且有一部分磁力線泄翻出鋼管表面，利用磁感應元件(霍爾元件)在鋼管表面相對切割磁力線產生感應電信號，通過對感應電信號的特征提取來對缺陷進行定性和定量分析。[6]

真實的缺陷具有比模擬缺陷復雜得多的兒何形狀，況且它們千差萬別地存在于不同的_1洲沖，要計算其漏磁場是很難的。在檢測中，要使它們的漏磁場達到足以形成明確顯示的程度是很有意義的，這里，必須考慮影響缺陷漏磁場強弱的各種因素。影響缺陷漏磁場的因素主要米口卜列三個方面。（1）磁化場對漏磁場的影響

l)當磁化程度較低時，漏磁場偏小，且增加緩慢;2)當磁感應強度達到飽和值的80%左右時，漏磁場不僅幅值較大，而且隨著磁化場的增加會迅速增大;3)漏磁場及其分量與鋼管表面的磁感應強度大小成正比;4)漏磁場及其分量與磁化場方向和缺陷側壁外法向矢量之間的夾角余弦成正比。

（2）缺陷方向、大小和位置對漏磁場的影響 l)缺陷與磁化場方向垂直時，漏磁場最強: 2)缺陷與磁化場方向平行時，粼磁場兒乎為零;3)缺陷在l:件表面的漏磁場最人，隨著離開表面中心水平距離的增加漏磁場迅速減小;4)缺陷深度較小時，隨著深度的增加漏磁場增加較快，當深度增大到一定值后漏磁場增加緩慢;5)缺陷信號的幅值與缺陷寬度對應，缺陷長度對翻磁信號兒乎沒有影響;6)缺陷寬度相同時，隨深度的增加，漏磁場隨之增人;（3）工件材質及工況對漏磁場的影響

鋼材的磁特性是隨其合金成分(尤其是含碳壇)、熱處理狀態而變化的，相同的磁化強度、相同的缺陷對不同的磁性材料，缺陷漏磁場不一樣，土要表現為以下二點:(l)對于兒何形狀不同的被測物體，如果表面的磁性場相同而被測物體磁性不同，則缺陷處的漏磁場不同，磁導率低的材料漏磁場小:(2)被測材料相同，如果熱處理狀態不同，則磁導率不一樣，缺陷處的漏磁場也不同;(3)當l:件表面有覆蓋層(涂層、鍍層)時，隨著覆蓋層厚度的增加，漏磁場將減弱。[1] 同樣漏磁檢測也存在它自己的特點。漏磁檢測的優點是1.適用于檢測中小型管道;2.不需要禍合，檢測速度快，效率高:3.檢測靈敏度高，可靠性好;4.可對缺陷進行量化處理:5.同磁粉相比便于操作，改善_l:作環境適合于對壁減和腐蝕坑等形式的缺陷普卉，檢測效果突出;6.易于實現白動化。除此之外漏磁檢測也有它的缺點，漏磁檢測的缺點是:1.材料只適用于鐵磁性金屬材料，不適用I幾1卜鐵磁性金屬;2.被檢管道不能太厚，否則容易出現虛假數據:3.很難判斷缺陷是在上表面還是在下表面:4.儀器重量比較人。

實例： 新疆某油田某天然氣管線始于西氣東輸一線主力氣田, 管徑為 1 016 mm, 管線全長約160 km。鑒于管道完整性管理要求, 油田特委托ROSEN 公司對該管線進行了基于漏磁通原理的管道金屬損失的內檢測工作, 其完整的內檢測過程主要包括以下幾個步驟。

1）管道機械清洗 機械清管的主要目的是清出管內的污物、障礙物、沉積雜質和管壁結蠟, 最大程度地保證內檢測效果的準確性。

2）管道變徑檢測 管道變徑檢測是對管道的通過性能(最小通過直徑)進行測試, 其檢測結果用于判斷管道能否進行下一步的幾何檢測和漏磁檢測。3）電子幾何清管器的內幾何檢測(EGP)電子內幾何檢測是對管道內的管段、設備進行檢測并模擬漏磁通檢測的一項檢測內容, 用以推論這條管線沒有影響ROSEN 公司CDP 檢測的主要障礙。4）漏磁通金屬損失檢測(CDP)（1）設置定標點 由于內檢測器的里程輪在如此長距離的管線中行走, 由于打滑或者彎頭的影響, 很容易導致累積誤差, 導致以后找幾何缺陷點出現困難。為了便于以后對此次漏磁檢測工程中檢測出來的缺陷點進行開挖驗證或是進行維修補強, 必須在管線的沿途對行走距離進行修正。此次檢測共設置了21 個BM5 型跟蹤器和30 個BM7 型定標點。平均每隔5.32 km設置一個定標點對內檢測器在管線的行走距離進行修正。

（2)漏磁通金屬損失檢測 5）數據處理及最終報告 6）最終評價。[4] 除了這三種最常用的檢測技術之外還有磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測等檢測方法。下面對這幾種方法進行簡單的介紹。

4、磁粉檢測

磁粉檢測方法是美國人霍克(HOKE)1922年提出的口磁粉法是檢測鐵磁性材料表面或近表面的裂紋、折疊、夾渣等缺陷，并能確定缺陷位置和人小的一種簡單易行的方法。檢測時先將管道被檢部分磁化，在被檢測部位及周圍產生磁場。如果有缺陷，缺陷處磁阻比材料本身磁阻大得多，因此在缺陷處磁力線會產生彎曲繞行現象。當缺陷位于管道表面或近表面時，一部分磁力線繞過缺陷暴露在空氣中，產生所謂的漏磁現象。在管道表面撒上鐵磁粉或涂上磁粉混濁液，則缺陷處的漏磁場會吸住部分磁粉而把缺陷顯現出來。

磁粉檢測所需的設備簡單，操作方便，迅速可靠，對表面缺陷檢測靈敏度高，缺陷較直觀，成本低。但缺陷的顯現程度與缺陷同磁力線的相對位置有關，當缺陷與磁力線垂直時顯現得最清楚，當缺陷與磁力線平行時則不易顯現出來。只能檢測出缺陷的位置和在表面方向上的長度，不能檢測出缺陷深度，檢測靈敏度隨缺陷深度而下降。

磁粉檢測作為一種成熟的無損檢測技術，土要應川在焊縫和l;件表面或近表面裂紋檢測。因為管道土要缺陷形式是壁減和腐蝕坑，如果應用磁粉檢測會增人勞動強度，工作環境惡劣，檢測效果并不是很好，所以磁粉檢測不適用于管道腐蝕的檢測工作。[7] 5滲透檢測

滲透檢測是探杏物體表面開口缺陷的一種方法，物體可以是鐵或非鐵磁性金屬材料以及非金屬材料[8]。方法是先將滲透劑滲入缺陷，在施加顯像劑以后，由I.表面上形成顯像膜，缺陷中的滲透劑就通過毛細作用被吸出至材料表面。從缺陷滲出的滲透劑以跡象的形式顯示出缺陷，并比實際缺陷大，易于發現，肉眼就能看出材料的缺陷。

滲透探傷的優點有設備、材料簡單;對表面缺陷可靠性高。而滲透檢測存在的不足之處是對表面清潔度要求高;難以確定缺陷深度;受操作人員的影響大等。[1]

6、射線檢測

射線實時成像檢驗技術是隨著成像物體的變動圖像迅速改變的電子學成像方法，和膠片射線照相檢驗技術兒乎是同時發展的。早期的射線實時成像檢驗系統是X射線熒光檢驗系統，采用熒光屏將X射線照相的強度轉化為可見光圖像[9]。對管道進行放射線檢杳的方法是:利用放射線檢杏管道，計量壁厚腐蝕深度，管道截面部位的壁厚通過照片上的尺寸計舉，通過擴人率算出實際壁厚。實際上利用這種方法只能計暈管道截面部位的壁厚，它不能計景截面以外的平面部位的壁厚，最主要的是射線的散射不容易控制，容易發生泄漏[10]。

7、工業CT檢測

CT技術始于20世紀70年代，首先是在醫療診斷領域中的成功應用，隨后推廣到無損檢測和其他領域。日前在一l二業CT方面發展最快的是X射線和丫射線。在管道檢測方面，20世紀80年代初，前蘇聯就采用cT技術檢測功210mm鋁管。[11] CT成像法可顯示管道內部的剖面圖像，優點是對腐蝕和堵塞結果明顯，而且還可定量顯示腐蝕后的壁厚和結垢的堵塞率，是一種理想的檢測方法，但是普通的CT成像裝置用大電流、高功率的強X射線源，用兒百個檢測器組成陣列，在兒百個方向上取投影數據，設備人而笨，成本太高[12] 結束語：

本文對現有的油氣管道腐蝕的檢測技術進行了簡單的介紹，隨著科學技術的不斷發展，現有的檢測技術將不斷得到改善，同時也會有新的檢測技術出現，石油氣因為腐蝕而泄漏的事故也會不斷減少。參考文獻

[1]王亞東 鋼管漏磁檢測技術的研究 碩士研究生學位論文；

[2]陳曉雷 王秀琳 基于渦流技術的檢測系統設計 鄭州輕工業學院學報(自然科學版)；

[3]鐘家維 沈建新 賀志剛 喻西崇 管道內腐蝕檢測新技術和新方法； [4]張偉 蔡青青 張磊 張勇 周衛軍 漏磁檢測技術在新疆某油田的應用 [5]權高軍 漏磁檢測技術在油管修復中的應用 [6]基于小波分析的輸油管道泄漏檢測方法研究 [7]穿越河流輸油管道的安全性評估 [8]馬銘剛，程望琦，王怡之，等.無損檢測.第一版.北京:石油工業出版社，1986.1一4 [9]鄭世才.射線實時成像檢驗技術.無損檢測，2000，22(7):328 [10]李艷芝，李景輝.利用圖像片判斷管道腐蝕深度的方法—可以在現場使用的檢卉判斷技術.焊管，2003，23(2):57~59 [11]陳金根.CT技術與無損檢測.無損檢測，1991，13(4):91一95 [12]顧本立，李虹.在役管道CT檢測儀.無損檢測，2001，23(l):23~24

第三篇：油氣管道巡線范文

油氣管線是我們國家及其重要的經濟與軍事命脈。西氣東輸管道蜿蜒，油氣管線總里程約5萬余公里。油氣管線已貫通四川、塔里木和青海等大油氣區，已經形成大規模的油氣管網。

目前“巡線人員手握紙筆填寫記錄”的巡線方式還比較落后，當遇到惡劣氣候和極端環境，現場記錄的準確性就會大打折扣。更加不可預見的是“發生管線泄露”，怎樣如實上報？怎樣精準的描述險情？怎樣及時調撥人力物力進行補救？

傳統的人工巡線方法不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對山區、河流、沼澤以及無人區等地的石油管道的巡檢；或是在冰災、水災、地震、滑坡、夜晚期間巡線檢查，所花時間長、人力成本高、困難大。此外，有一些巡檢項目靠常規方法還難以完成。

無人機具有成本低廉、方便運輸、操作簡便以及維護簡單等特點，這些特點使得無人機很適合對石油管道的監測和維護。管道巡線無人機系統的投入使用，不僅可以省去耗時耗力的人工監測，而且巡線速度快，信息反饋及時，保證了及早發現問題及早修復，這樣可以將損失減到最低。

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第四篇：油氣管道廢棄后如何處置？

油氣管道廢棄后如何處置？

文|徐華天

油氣管道繼續輸送油氣的效益低于輸送成本且管道沒有其他潛在用途，或者管道自身條件老化嚴重無法繼續安全運行時，廢棄處理是不可避免的選擇。油氣管道的廢棄是管道生命周期的重要環節，廢棄后的管道將永久停止油氣輸送服務。典型的廢棄方式包括管道原位棄置（也稱就地廢棄）和拆除，實際應用中通常是拆除廢棄和就地廢棄的組合方式。油氣管道廢棄不是簡單的棄之不理，需要根據管道輸送介質、輸送工藝、防腐保溫措施、途經地質條件和社會環境等因素，決定不同狀態管道的廢棄方式和相關的廢棄處理技術。同時，對于涉及生態敏感區域，廢棄后管道沿線環境狀況跟蹤評價也至關重要。總之，管道廢棄是一項復雜的系統工程，應該在遵循國家和地方政府法律法規的基礎上，盡量減小廢棄處置經濟成本和環境負面影響。

1油氣管道廢棄處置

油氣管道廢棄處置包含以下幾方面的重要內容：管道內殘留物清理方法與殘留濃度評價方法，穿越段關鍵位置的地面沉降問題解決方法，阻止管道導流問題引起水流遷移而破壞環境平衡的方法，干線管道和管道附屬設施的拆除技術，以及管道棄置后的跟蹤維護方法。這些技術環節只有互相銜接，才能保證管道廢棄處置工作安全無污染地進行。1.1 殘留物清理

廢棄管道殘留物清理與在役管道的常規清管操作不同，清管潔凈度要求也不同，廢棄管道清管常見做法是將輔助清管器和密封清管器組合使用，其中輔助清管器用于清除固體堆積物，密封清管器用于擠壓殘留的液體。對于液體管道，通常在管道停止輸送介質前，在管道內多次運行刮削清管器，以清除管道內的固體塊和蠟堆積物。如果使用常規清管方法不成功，且確定管道內含有高濃度的污染物或者需要達到較高水平的清潔度標準，則需要采取專業的化學清理措施。將擁有溶劑性質的液態烴，如冷凝液和柴油，或者其他添加物和化學添加劑，置于兩個硬橡膠刮削清管器之間，在惰性氣體（如氮氣）的推動下，勻速運行穿過管道。完成殘渣移除和溶劑清管后，應進行測試，確保管道內沒有污染源殘留，否則必須重復清洗。最后清洗后的溶劑和液態烴化合物應排放到另外一個管段中或者專用收集罐中進行環保處理。廢棄管道經清管器清理之后需要進行殘留物濃度測試，在多數情況下，清管后殘余液體的有害物質濃度被作為判斷管道清潔度的決定性因素。常見做法是隨機選擇低洼地區進行管道挖掘，且保證至少在管道上每隔80km就有一個挖掘地點，然后提取管道下部的液體進行檢測。在清管器運行一周后，如果仍然沒有檢測到含有高濃度污染物的液體，那么管道的清理工作就算完成。如果殘留物超標，則需要重復清管，直至符合標準要求。

管道潔凈度還可以通過對管道開口處進行評價，如打開的法蘭或者管道接口處，憑借手感和視覺判斷是否有可見的殘留固體、蠟堆積物及管壁表面是否有薄油膜來確定是否達到清管要求。同時，也可以通過管道切割，用取樣片和棉簽獲取管道內部的油膜樣本，分析其含有的污染物，并以此判斷清潔度。值得注意的是，當管道被打開以進行可燃性、爆炸性和毒性（苯之類有毒化合物）的蒸氣危害測試時，必須采取特別防護措施。1.2 穿越位置處理

穿越點是管道廢棄過程中最可能發生問題的區域。原位棄置的管道會隨著時間推移而腐蝕并最終坍塌，這可能造成土地沉陷繼而毀壞與其相交的道路、鐵路和高速公路等公共設施。此外，管道在水域（溪流、河流、濕地或者湖泊）穿越段的原位廢棄會存在潛在的環境威脅。

對于大口徑管道與公路、高速公路和鐵路的穿跨越段，最好的處理方式是原位棄置，并且使用可固化的材料（如水泥漿）填滿管道，至少填滿管道的關鍵部位（如跨水點、鐵路正下方），以防止土地沉降對道路的損害。同時，廢棄過程中還應該考慮未來的道路擴寬工程，以確定管道填充的長度。對于河流穿跨越點，包括溪流、河流、湖泊和濕地等，即使是在管道停止使用之后，管道跨水段仍然是主要的環境敏感地區。選擇原位棄置的河流穿越段管道，可能在受到腐蝕后暴露在水體中，污染周圍的水環境。管道也會由于溪流對河岸侵蝕、遷移、河道沖刷和受其他相似的侵蝕而暴露于溪流中。此外，如果管道固定結構（如混凝土拱座）失效，則在浮力的作用下，管道會暴露在水中或者濕地中。因此，對于穿越水體或者濕地的管道，應該進行整體或部分拆除。拆除管道施工時產生的環境問題可以仿照建造管道時的施工要求解決，即許多相同的管道施工技術和環境保護方法在管道興建和拆除時可以通用。1.3 導流效應處理

原位棄置的管道最終會因腐蝕穿孔導致水流的滲入而形成導流效應，即匯集的水流沿著管道流向其他地方，形成局部沼澤、泥潭、濕地，從而破壞原有生態平衡。類似地，水土不穩定地區可能因管道穿孔后流出的水流沖刷而導致水土流失，如果有水流在腐蝕穿孔后的管道內流動，則可能將管道內的殘余污染物沖刷進入河流，從而造成水流污染或者土壤污染。

避免管道導流效應的有效方式是在管道適當的間隔位置設置管塞進行密封封堵，有效降低管道將水體輸送到其他地方引起的環境危害的概率。而管塞的具體放置位置，應該考慮可操作性以及由此對土壤造成的影響。一般情況下，對于穿越儲水池或者河道的管道，管塞設置在河道兩端，防止管道將匯聚的水流排入河流；對于河灘、自然公園、保護區、人口密集區等位置，管塞設置在兩個區域的交界處能夠有效阻止導流效應的發生。管塞材料必須能夠牢固附著在管道內，具有防水、防滲透、不萎縮、耐腐蝕等特點，可以使用水泥、聚氨酯泡沫體等。

1.4 管道拆除

管道拆除是廢棄的一種重要方式，涉及拆除前的準備、開挖與回填處理。

首先對于規劃拆除的管道，拆除前的準備工作至關重要，包括臨時性道路的修建、特殊區域標記、施工區域清理等內容。由于管道拆除的地點經常需要重型機械進出，對于無法通過公共道路進入的施工地點，在對環境和人文景觀進行調查后，建造暫時性通行道路，這些道路應該盡量減小對環境的影響，并且在工程項目結束后，恢復到原來的環境狀態；拆除管道工程施工區域要進行打樁或者插旗劃界，對于需要額外保護的濕地、自然資源以及敏感的動物棲息地等重點區域，應該參考環境及地質報告的結果，根據需要使用適宜的圍欄或旗幟進行標記；施工區域內的樹木等植物要結合工程實際需求進行清理，并且將土地鏟平，移除灌木叢、樹根、較大型的植物、樹樁以及巖石等障礙物。一些體積較小的農作物可以進行收割，而一些谷類農作物可以留在原位，以幫助減少土壤的侵蝕，并且盡最大努力保護地表排水系統。

其次，挖掘管道工作應該謹慎進行，盡可能避免損壞管道，減小其釋放任何殘留污染物的風險。用來挖掘管道的機器包括挖掘機、鏟平機和反向鏟，可以使用液壓剪板機和高壓焊機切割管道和使管道焊接閉合。為了方便運輸回收的管道，需要將其切成固定長度，使用起重機或者其他合適的工具吊離地面。對于涂層可能含有或確認含有石棉成分的管道，應該用塑料拉伸包裝紙進行包裝，避免涂層在移出地面時，發生破碎、斷裂等情況而污染環境。拆除的管段一般使用車載起重機抬起，然后裝載到卡車、火車等交通工具上，搬離施工地點，任何留有污染物的拆除管段都應該恰當存放，以避免與水源和土壤接觸。

最后，挖掘坑的回填，采用推土機、反鏟挖土機以及相關的合適設備進行操作，采用與管溝開挖相反的工作順序將挖掘出的土壤回填。對于那些分類后的地表土壤，在回填操作時應該先將下一層土壤填充之后，再回填地表土壤。回填時，應該確保土壤的高度比開挖前高一些，以預留未來土地沉陷的空間。在挖掘坑回填的過程中，必須盡最大可能確保完成回填后的地表在排水、自然輪廓等方面與開挖前的狀況接近，并且為了防止這些區域受侵蝕和淤積的影響，應該進行植被再種植，確保施工地點在管道拆除工程結束后，恢復到原本的自然狀況，清除所有殘留物質，還原所有改造的臨時道路。1.5 管道附件拆除與改造

管道廢棄工程不僅僅是對管道進行回收，輔助管道運行的設備和附件也需要拆除或者改造，如抽水設施、儲水池以及其他輔助設備。對于閥組件、管道加熱器、分液罐及其他管道線路上的設備，應該在管道廢棄或拆除之前，被拆除或者改造。所有相關的警示牌、標記、圍欄等都應該被拆除，以防止可能造成的公眾困惑和環境污染，挖掘工程警示牌在管道選擇了原位棄置的情況下可以保留。任何在管道廢棄之后都不再需要的施工通行路、橋、暗溝、護欄、電線、天線、房屋和輔助管道運營的建筑物，都應該根據要求拆除或者改造，并且恢復到原本的自然狀態。所有埋藏深度小于1m的設備和設施應盡可能拆除，以避免土地侵蝕或崩塌而造成的意外泄漏和污染。

對于大部分管道廢棄工程中的陰極保護和輔助陰極保護的設備與設施都應該在管道廢棄時拆除，雖然陰極保護的繼續使用可以延遲管道的腐蝕，但是管道廢棄的最終目的就是使管道腐蝕殆盡但不影響環境，因此，陰極保護系統最終還是應該拆除。只有無法用混凝土或者泥漿填充處理時，且管道腐蝕以及塌陷會導致重大損害的區域，可以保留陰極保護系統。

1.6 棄置后的跟蹤維護 管道廢棄工程完成后，應該通過持續的監管，確保廢棄管道不會造成不可接受的地面沉陷、意想不到的生態影響或者其他損害。尤其當廢棄計劃沒有按照常規的程序（如穿跨越點的填充）進行時，更需要注意管道廢棄后的影響。持續監管包括以下幾方面：①對管道線路進行巡邏和環境分析，確保管道上方有足夠的再生植被，并且已經恢復到原本的自然狀態；②應該與土地所有者和公共土地管理者保持聯系，向其提供一個快捷的聯系方式，以便當廢棄管道所在土地進行新的開發或者出現其他問題時取得聯系；③對確認為生態敏感地區的廢棄管段所在地定期進行針對性勘察，對穿跨越點進行監測，以確保沒有發生土地沉陷。

2管道廢棄案例

目前我國尚無管道廢棄案例，多數管道處于停用或棄置狀態，而北美地區由于管道業務發展較早，已實施過較為成熟的管道廢棄處置工程，以下分別列舉北美廢棄管道全部拆除案例和組合廢棄案例，以更加直觀地闡釋管道廢棄處置流程中的相關技術。

2.1 全部拆除案例

該案例中廢棄的管道外徑20in（1in=25.4mm），長3.2km，是加拿大Enbridge公司的一段原油管道。該管道建于1954年，1987年封存停運，基于不同廢棄方式的成本代價考慮，選擇了全部拆除的廢棄方式。拆除工程實施前，進行了充分的現場考察，對工程相關的生物地理和社會經濟因素進行了分析與評估，并因地制宜地制訂了緩解措施。拆除工作在寬10m、長3.2km的工作區域內進行，首先用清管器清管，在管道潔凈度達到環境要求后，開鑿溝渠，將管道切割分段，移除管段，回填溝渠時按照先底層土壤，再回填表層土壤的順序，然后對環境進行恢復。在施工完成之后的春季和夏季，Enbridge公司持續監管被拆除管道范圍內的環境，確保及時發現任何與管溝沉陷、風力侵蝕等有關的問題，并在必要時實施了減災措施。2.2 組合廢棄案例

育空管道是1942年美國陸軍建造的卡諾爾成品油管道的一部分（長114km），該管道未設置陰極保護系統，并且大量管段沒有涂層，在管道運營歷史中發生多次泄漏事故，因此，1995年決定廢棄，最終拆除回收管道長度約112km，原位棄置管道長約2km。在廢棄處置實施過程中，首先完成了管道中液態烴的清除工作，包括利用壓縮空氣推進橡膠輥軸類型的清管器清掃管道3次，管道在閥門處斷開，并在低洼地區安裝排污閥，以排凈管道內的殘渣。在管道清理完成以后，殘留物評價沒有發現污染物存在的跡象。然后，是對管道進行拆除工作，使用裝在平板車上的液壓剪床，將管道切割成12.2m長的管段，切分的管段使用起重機裝進平板車運離現場。針對敷設在一層薄的道渣和填平物質下的管段，每隔一段距離對管道進行切管操作，然后直接從地下拉起，以避免與植被接觸。一條長度為2km的管段，穿過了靠近考利湖的一個濕地，在冬季水面結冰時才被移走，目的是盡量減小工程對濕地產生的影響。對于敷設在公路或者鐵路下的管段（僅有不到管道總長度的百分之一），將管道開口挖出地面，并用惰性物質（如泥漿和混凝土）將管道填滿，完成原位棄置。

3結論

油氣管道的廢棄是管道生命周期管理的最后一個重要環節，是管道公司不可回避的問題。北美地區管道廢棄處置經驗豐富，而我國則缺乏實際操作經驗，針對管道廢棄涉及的重要技術環節，列舉了加拿大Enbridge公司所屬管道和美國育空管道的實際廢棄案例。可以看出，無論何種管道廢棄方式，管道殘留物的徹底清理都是首先需要解決的問題。相關技術中，不同清管器配合化學溶劑的組合清管方法是一種先進高效的方式，能夠使管道清潔度達到不污染環境的程度；對于穿越段管道，使用水泥漿填充能夠有效解決土壤沉降的問題；對于原位棄置管道，將管道分段截斷并且添加管塞，能夠防止管道出現導流效應；管道干線和附件設施拆除時，對于環境的保護至關重要。此外，管道拆除工作完成后，管道運營公司應該通過持續不斷地監管，保證廢棄管道不會造成不可接受的地面沉陷、意想不到的生態影響或者其他損害。總之，管道廢棄施工是一項復雜的系統工程，開展工作前應該做好充分準備并且制定詳細計劃，力爭將經濟成本和環境負面影響降到最低。（其他作者：馬宏偉、康葉偉、左莉、郭正虹、陳洪源）

第五篇：油氣管道無損檢測技術

油氣儲運前言知識講座

油氣管道無損檢測技術

管道作為大量輸送石油、氣體等能源的安全經濟的運輸手段,在世界各地得到了廣泛應用,為了保障油氣管道安全運行,延長使用壽命,應對其定期進行檢測,以便發現問題,采取措施。

一、管道元件的無損檢測

（一）管道用鋼管的檢測

埋地管道用管材包括無縫鋼管和焊接鋼管。對于無縫鋼管采用液浸法或接觸法超聲波檢測主要來發現縱向缺陷。液浸法使用線聚焦或點聚焦探頭,接觸法使用與鋼管表面吻合良好的斜探頭或聚焦斜探頭。所有類型的金屬管材都可采用渦流方法來檢測它們的表面和近表面缺陷。對于焊接鋼管，焊縫采用射線抽查或100 %檢測，對于100 %檢測，通常采用X射線實時成像檢測技術。

（二）管道用螺栓件

對于直徑> 50 mm 的鋼螺栓件需采用超聲來檢測螺栓桿內存在的冶金缺陷。超聲檢測采用單晶直探頭或雙晶直探頭的縱波檢測方法。

二、管道施工過程中的無損檢測

（一）各種無損檢測方法在焊管生產中的配置

國外在生產中常規的主要無損檢測配置如下圖一中的A、B、C、E、F、G、H工序。我國目前生產中的檢測配置主要崗位如下圖中的A、C、D、E、F、G、H工序。

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圖一 大口徑埋弧焊街鋼管生產無損檢測崗位配置

（二）超聲檢測

全自動超聲檢測技術目前在國外已被大量應用于長輸管線的環焊縫檢測，與傳統手動超聲檢測和射線檢測相比，其在檢測速度、缺陷定量準確性、減少環境污染和降低作業強度等方面有著明顯的優越性。

全自動相控陣超聲檢測系統采用區域劃分方法，將焊縫分成垂直方向上的若干個區，再由電子系統控制相控陣探頭對其進行分區掃查，檢測結果以雙門帶狀圖的形式顯示，再輔以TOFD(衍射時差法)和B掃描功能，對焊縫內部存在的缺陷進行分析和判斷。

全自動超聲波現場檢測時情況復雜，尤其是軌道位置安放的精確度、試塊的校準效果、現場掃查溫度等因素會對檢測結果產生強烈的影響，因此對檢測結果的評判需要對多方面情況進行綜合考慮，收集各種信息，才能減少失誤。

（三）射線檢測

射線檢測一般使用X 射線周向曝光機或γ射線源，用管道內爬行器將射線源送入管道內部環焊縫的位置，從外部采用膠片一次曝光，但膠片處理和評價需要較長的時間，往往影響管道施工的進度，因此，近年來國內外均開發出專門用于管道環焊縫檢測的X 射線實時成像檢測設備。

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圖二 管道環焊縫自動掃描X射線實時成像系統

圖二為美國Envision公司生產的管道環焊縫自動掃描X射線實時成像系統，該設備采用目前最先進的CMOS成像技術，用該設備完成Φ 609mm(24 in)管線連接焊縫的整周高精度掃描只需1～2 min，掃描寬度可達75 mm，該設備圖像分辨率可達80μm，達到和超過一般的膠片成像系統。

（四）磁粉檢測

磁粉檢測的基礎是缺陷處漏磁場與磁粉的磁相互作用。鐵磁性材料或工件被磁化后，由于不連續性的存在，使工件表面或近表面的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合適光照下目視可見的磁痕，從而顯示出不連續性的位置、形狀和大小。

國內很少對焊管坡口面進行磁粉檢測。國外使用的自動檢測系統，主要采用熒光磁懸液濕法檢測。自動磁粉檢測設備采用磁化線圈在鋼管壁厚方向對坡口面局部磁化，同時在坡口表面噴灑熒光磁懸液，憑借在該部位裝置的高分辨率攝像系統，將磁化、磁懸液噴灑區域的影像傳輸在旁邊的監視屏上，操作人員監視屏幕，就可以及時發現磁痕影像，找出缺陷。

磁粉檢測適用于檢測鐵磁性材料表面和近表面的缺陷，因此對于奧氏體不銹鋼和有色金屬等非鐵磁性材料不能用磁粉檢測的方法進行探傷。由

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于馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼具有磁性，因此可以進行磁粉檢測。磁粉檢測可以發現表面和近表面的裂紋、夾雜、氣孔、未熔合、未焊透等缺陷，但難以發現表面淺而寬的凹坑、埋藏較深的缺陷及與工件表面夾角極小的分層。

三、鋼質管道管體無損檢測技術

鋼質管道管體的無損檢測，主要就是管體的完整性（如剩余壁厚、管道缺陷、表面腐蝕形態、腐蝕產物類型、腐蝕深度等）檢測。表一列出了目前常用的管道檢測技術及其檢測內容。

表一 管道檢測技術分類

（一）彈性波檢測技術

彈性波檢測是利用管道泄漏引起的管道內壓力波的變化來進行診斷定位，一般可分為聲波、負壓力波和壓力波三種。其主要工作原理是利用安置好的傳感器來檢測管道泄漏時產生的彈性波并進行探測定位。這種技術的關鍵是區分正常操作時和發生泄漏時的彈性波。目前有兩種方法，一

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種是利用硬件電路的延時來進行信號過濾，另一種是結合結構模式識別和神經網絡來區分正常操作時和發生事故時產生的不同波形，從而更好地監測管道的運行。

（二）漏磁通檢測技術

漏磁式管道腐蝕檢測設備的工作原理是利用自身攜帶的磁鐵，在管壁圓周上產生一個縱向磁回路場。如果管壁沒有缺陷，則磁力線封閉于管壁之內，均勻分布。如果管內壁或外壁有缺陷，則磁通路變窄，磁力線發生變形，部分磁力線將穿出管壁產生漏磁。漏磁檢測原理圖三所示。

圖三 漏磁檢測原理

漏磁場被位于兩磁極之間的緊貼管壁的探頭檢測到，并產生相應的感應信號。這些信號經濾波、放大、模數轉換等處理后被記錄到檢測器上的存儲器中，檢測完成后，再通過專用軟件對數據進行回放處理、判斷識別。

從整個檢測過程來說，漏磁檢測可分為圖四所示的四個部分：

圖四 漏磁檢測流程圖

漏磁檢測技術的優點：（1）易于實現自動化；較高的檢測可靠性；（2）可以實現缺陷的初步量化；（3）在管道檢測中，厚度達到30mm的壁厚范

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圍內，可同時檢測內外壁缺陷；（4）高效，無污染，自動化的檢測可以獲得很高的檢測效率。

漏磁檢測技術的局限性：（1）只適用于鐵磁材料；（2）檢測靈敏度低；（3）缺陷的量化粗略；（4）受被檢測工件的形狀限制由于采用傳感器檢測漏磁通，漏磁場方法不適合檢測形狀復雜的試件；（5）漏磁探傷不適合開裂很窄的裂紋，尤其是閉合型裂紋；（6）不能對缺陷的類型或者缺陷的嚴重程度直接作定量性的分析。

（三）超聲波檢測技術

管道超聲檢測是利用現有的超聲波傳感器測量超聲波信號往返于缺陷之間的時間差來測定缺陷和管壁之間的距離；通過測量反射回波信號的幅值和超聲波探頭的發射位置來確定缺陷的大小和方位。

圖五為超聲波檢測原理圖, 圖中Wt代表管道正常壁厚, SO代表超聲波探頭與管道內表面間的標準位移。

圖五 超聲波檢測原理圖

超聲波檢測技術的優點：（1）檢測速度快，檢測成本低；（2）檢測厚度大，靈敏度高；（3）缺陷定位較準確；（4）對細微的密閉裂紋類缺陷靈

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敏度高。

超聲波檢測的缺點：（1）由于受超聲波波長的限制，該檢測法對薄管壁的檢測精度較低，只適合厚管壁，同時對管內的介質要求較高；（2）當缺陷不規則時，將出現多次反射回波，從而對信號的識別和缺陷的定位提出了較高要求；（3）由于超聲波的傳導必須依靠液體介質，且容易被蠟吸收，所以超聲波檢測器不適合在氣管線和含蠟高的油管線上進行檢測，具有一定局限性。

（四）電磁超聲檢測

電磁超聲技術（EMAT）是20世紀70年代發展起來的無損檢測新技術。這一技術是以洛侖茲力、磁致伸縮力、電磁力為基礎，用電磁感應渦流原理激發超聲波。

電磁超聲的發射和接收是基于電磁物理場和機械波振動場之間的相互轉化，兩個物理場之間通過力場相互聯系。從物理學可知，在交變的磁場中，金屬導體內將產生渦流，同時該電流在磁場中會受到洛侖茲力的作用，而金屬介質在交變應力的作用下將產生應力波，頻率在超聲波范圍內的應力波即為超聲波。與之相反，該效應具有可逆性，返回聲壓使質點的振動在磁場作用下也會使渦流線圈兩端的電壓發生變化，因此可以通過接收裝置進行接收并放大顯示。人們把用這種方法激發和接收的超聲波稱為電磁超聲。

與傳統壓電超聲換能器相比，EMA的優點主要有：（1）非接觸檢測，不需要耦合劑；（2）可產生多種模式的波，適合做表面缺陷檢測；（3）適合高溫檢測；（4）對被探工件表面質量要求不高；（5）在實現同樣功能的油氣儲運前言知識講座

前提下，EMAT探傷設備所用的通道數和探頭數都少于壓電超聲；（6）發現自然缺陷的能力強，對不同的入射角有明顯的端角反射，對表面裂紋檢測靈敏度較高。

EMA的缺點：（1）EMAT的換能效率要比傳統壓電換能器低20—40dB；（2）探頭與試件距離應盡可能小；（3）EMAT僅能應用于具有良好導電性能的材料中。

（五）渦流檢測技術

渦流檢測技術是目前采用較為廣泛的管道無損檢測技術，其原理為：當一個線圈通交變電時，該線圈將產生一個垂直于電流方向（即平行于線圈軸線方向）的交變磁場，把這個線圈靠近導電體時，線圈產生的交變磁場會在導電體中感應出渦電流（簡稱渦流），其方向垂直于磁場并與線圈電流方向相反。導電體中的渦流本身也要產生交變磁場，該磁場與線圈的磁場發生作用，使通過線圈的磁通發生變化，這將使線圈的阻抗發生變化，從而使線圈中的電流發生變化。通過監測線圈中電流的變化（激勵電流為恒定值），即可探知渦流的變化，從而獲得有關試件材質、缺陷、幾何尺寸、形狀等變化的信息。

渦流檢測技術可分為常規渦流檢測、透射式渦流檢測和遠場渦流檢測。常規渦流檢測受到趨膚效應的影響，只適合于檢測管道表面或者亞表面缺陷，而透射式渦流檢測和遠場渦流檢測則克服了這一缺陷，其檢測信號對管內外壁具有相同的檢測靈敏度。其中遠場渦流法具有檢測結果便于自動化檢測(電信號輸出)、檢測速度快、適合表面檢測、適用范圍廣、安全方便以及消耗的物品最少等特點，在發達國家得到廣泛的重視，廣泛用于在油氣儲運前言知識講座

用管道的檢測。

渦流檢測技術的優點：（1）檢測速度高，檢測成本低，操作簡便；（2）探頭與被檢工件可以不接觸，不需要耦合介質；（3）檢測時可以同時得到電信號直接輸出指示的結果，也可以實現屏幕顯示；（4）能實現高速自動化檢測，并可實現永久性記錄。

渦流檢測技術的缺點：（1）只適用于導電材料，難以用于形狀復雜的試件；（2）只能檢測材料或工件的表面、近表面缺陷；（3）檢測結果不直觀，還難以判別缺陷的種類、性質以及形狀、尺寸等；（4）檢測時受干擾影響的因素較多，易產生偽顯示。

（六）激光檢測技術

激光檢測系統主要包括激光掃描探頭、運動控制和定位系統、數據采集和分析系統三個部分，利用了光學三角測量的基本原理。與傳統的渦流法和超聲波法相比，激光檢測（或輪廓測量）技術具有檢測效率高、檢測精度高、采樣點密集、空間分辨力高、非接觸式檢測，以及可提供定量檢測結果和提供被檢管道任意位置橫截面顯示圖、軸向展開圖、三維立體顯示圖等優點。

但是激光檢測方法只能檢測物體表面，要全面掌握被測對象的情況，必須結合多種無損檢測方法，取長補短。

（七）管道機器人檢測技術

管道機器人是一種可在管道內行走的機械，可以攜帶一種或多種傳感器，在操作人員的遠端控制下進行一系列的管道檢測維修作業，是一種理想的管道自動化檢測裝置。

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一個完整的管道檢測機器人應當包括移動載體、視覺系統、信號傳送系統、動力系統和控制系統。管道機器人的主要工作方式為: 在視覺、位姿等傳感器系統的引導下，對管道環境進行識別，接近檢測目標，利用超聲波傳感器、漏磁通傳感器等多種檢測傳感器進行信息檢測和識別，自動完成檢測任務。其核心組成為管道環境識別系統（視覺系統）和移動載體。目前國外的管道機器人技術已經發展得比較成熟，它不僅能進行管道檢測，還具有管道維護與維修等功能，是一個綜合的管道檢測維修系統。

四、管道外覆蓋層檢測技術

（一）PCM檢測法

PCM（多頻管中電流檢測法）評價的核心是遙控地ICI電流信號的張弱來控制發射到管道表ICI的電流，通過檢測到的電流變化規律，進而判斷外防腐層的破損定位與老化程度。加載到管道上的電流會產生相應的電磁場，磁場張弱與加載電流的大小成正比，同時隨著傳輸距離增大，電流信號逐漸減小。當管道外涂層有破損時，電流通過破損點流向大地，該點處的電流衰減率突然增大，可判定外涂層破損點的位置。

但PCM法對較近的多條管道難以分辨、在管道交叉、拐點處及存在交流電干擾時，測得數據誤差大。

（二）DCVG檢測技術

DCVG（直流電壓梯度測試技術）的原理是對管道上加直流信號時，在管道防腐層破損裸漏點和土壤之間會出現電壓梯度。在破損裸漏點附近部位，電流密度將增大，電壓梯度也隨著增大。普遍情況下，裸漏面積與電

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壓梯度成正。直流電壓梯度檢測技術就是基于上述原理的。

在用DCVG測量時，為了便于對信號的觀察和解釋，需要加一個斷流器在陰極保護輸出上。測量過程中，沿管線以2m的間隔在管頂上方進行測量。

DCVG的優點為能準確地測出防腐層的破損位置，判斷缺陷的嚴重程度和估計缺陷大小，之后根據檢測結果提供合理的維護和改造建議；測量操作簡單，準確度高，在測量過程中不受外界干擾，幾乎不受地形影響。缺點在于整個過程需沿線步行檢測，不能指示管道陰極保護的效果和涂層剝離；環境因素會引起一定誤差，如雜散電流、地表土壤的電阻率等。

（三）Pearson檢測法

Pearson檢測法（皮爾遜檢漏法）的原理是對管道施加交流信號，此信號會通過管道防腐層的破損點處流失到土壤中，因此距離破損點越遠，電流密度越小，破損點的上方地表形成一個交流電壓梯度。檢測過程中，兩位測試員相距3~6m，腳穿鐵釘鞋或手握探針，將各探測的的電壓信號發回接收裝置，信號經濾波、放大，即能得到檢測結果。

Pearson檢測法是目前國內最常用的檢測技術，其優點是：（1）有較成熟的使用經驗，并且檢測速度較快，能沿線檢測防腐層破損點和金屬物體；（2）能識別破損點大小，還能測到微小漏點，長輸管道的檢測與運行維護中有良好的使用反饋。

Pearson檢測法的不足之處在于，（1）整個檢測過程需步行；（2）不能指明出缺陷的損壞程度；（3）對操作者的技能求高；（4）在水泥或瀝青地面上檢測接地困難。

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（四）標準管/地（P/S）電位測試法

標準管/地（P/S）電位測試法的原來是采用萬用表來測接地Cu/CuS04電極與管道表ICI某監測點之間的電位，通過電位與距離構成的曲線了解電位的分布，把當前電位與以往電位區別開來，可用檢測來的陰極保護電位來判定是否對管道外涂層起保護作用。

目前,地面測量管道保護電位的通用方法就是標準管/地電位測試法，其優點是無需開挖管道、現場取得數據容易、檢測速度快(每天10~50km)。一般情況,每隔1km左右設一個測試樁，所以這種方法只能總體評估這一管段的防腐層，不能詳細地評價防腐層缺陷，不能確定防腐層的缺陷位置以及缺陷的分布情況。故此方法不適合用于無陰極保護或測試樁的管道。