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探讨石化成品油外输管道泄漏无损检测的技术分析

作者:未知

  摘 要:成品油外输管道泄漏是成品油管道最主要的失效类型之一。管道泄漏失效一旦发生,可能对沿线河流、道路、居民密集区、伴行管道等产生严重影响,并引发安全事故。以某石化成品油外输管道失效泄漏为例,对泄漏管段进行无损检测及安全评价分析,提出了管道检测及管道运行风险防范和应急处置措施,可为管道后续运行及其他管道的风险评价与运行管理提供参考。
  关键词:石化成品油;外输管道;泄漏;无损检测
  1 发展现状分析
  随着我国石油天然气长输管道在发展过程中,对长输管道进行检测的时候,我们使用的检测方法主要有两种,分别是射线探伤和超声波探伤的方法。但是由于在发展的过程中受到长输管道管径的限制以及相关检测技术的限制,使得我们之前使用的射线探伤方法其实主要是使用双壁单影法,但是由于其在检测长输管道的过程中检测的速度是比较慢的,而且检测的成本比较高,其检测的质量也一般,所以在检测石油天然气长输管道的过程中一般都不会使用。
  2 成品油外输管道泄漏检测方法
  2.1 射线检测
  射线检测是成品油外输管道环焊缝检测的主要手段,其发展较早,技术较成熟。射线检测的基本原理是射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用,因缺陷与周围金属对射线的吸收率不同而引起射线的透射强度发生变化,底片上相应部位就会产生黑度差异,从而检测出缺陷大小、类型以及其所在位置。射线检测的优点是检测体积型缺陷(例如气孔、夹杂)时比较有效;但受透照方向和平面缺陷延伸方向的影响,对任意方向上的平面型缺陷(如裂纹、未焊透、未熔合)用射线检测会受到限制。对管道对接环焊缝的现场射线检测,国内普遍采用双壁单影法,即将射线源置于管道外面进行照相,该方法检测速度较慢。
  2.2 超声检测
  超声检测是在20世纪60年代开始应用于焊缝检测的。超声检测可检出平面型和体积型缺陷,并能测量缺陷当量尺寸;如果检测方法得当,超声检测还能检测出闭合的裂纹。由于受管道现场检测条件的影响,如防腐层介质、开挖空间及液体耦合条件等原因,超声检测系统很难直接用于对成品油外输管道的检测。
  2.3 磁粉检测
  磁粉检测是利用电磁现象检测铁磁性金属材料表面或近表面缺陷的无损检测方法之一。20世纪50年代开始,我国制定了磁粉检测标准规范。成品油外输管道经磁化后,如果在管道表面或近表面存在缺陷,在缺陷处的磁感应线将会发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在管道表面的磁粉在光照下形成目视可见的磁痕,从而显示出不连续性缺陷。根据磁粉检测所用的载液或载体不同,磁粉检测方法分为湿法和干法检测。湿法荧光磁粉检测灵敏度较高,可以检测出长为0.1mm、宽为微米级的裂纹和目视难以检出的缺陷。
  3 管道试样检测与评价
  3.1 管段取样
  将3处泄漏管段分别割除,编号为1#,2#,3#。剥离防腐层后发现3个管段共有4处泄漏穿孔,其中1#和3#试样管段各存在1处泄漏穿孔,2#试样管段存在2处泄漏穿孔。试样管段超声波测厚,采用MX-5型超声测厚仪,依据标准GB/T11344-2008《无损检测接触式超声脉冲回波法测厚方法》,测量了3个试样管段。测量方法为:以10cm为环带截面间距,每个环带截面间距测量10个点壁厚。
  3.2 试样管段超声波检测
  采用Ms380型超声波探伤仪、2.5P12×12K2探头及5%刻槽对比试块以锯齿形的扫查方式对1#,2#,3#三个取样管段焊缝进行100%超声波检测,灵敏度为100%回波+3dB,耦合劑为纤维素。超声波检测时依据标准JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测第三部分:超声检测》。检测结果表明,取样管段HFW(高频焊接)焊缝未发现超标缺陷。
  3.3 理化性能分析
  依据CDP-S-POP-PL-008-2011-2《成品油管道工程钢管通用技术条件》规定,对取样管段进行理化性能分析,评判取样管段理化性能是否满足技术规格书的要求。对2#管段按照标准进行化学分析、拉伸性能、冲击、硬度、压扁、导向弯曲、金属组织等性能检测与分析;对1#泄漏管段只进行化学成分、拉伸性能、冲击、导向弯曲、金属组织等性能检测与分析。
  3.4 腐蚀产物分析
  采用XFORD INCA350能谱分析仪分析了1#和2#泄漏管段内壁腐蚀产物,结果表明2#管内壁结垢产物的主要成分为C,O,Fe,Mn,Al,Si,Ca等元素,其中腐蚀产物O元素含量非常高,仅次于Fe元素含量,表明管内壁存在氧腐蚀。采用XRD(X射线衍射)分析法,对2#泄漏管段内壁腐蚀产物进行物相分析。
  4 结论
  随着现代社会的发展进步,适当安全、高效的维护基础设施系统,可以防止事故的发生,降低石油和天然气及其产品的成本。发达国家的油气管道输量大、管道输送品种多、自动化程度高,表现出相当成熟的设计、管理和技术水平。而在长输管道发展的过程中,长输管道无损检测在其发展的过程中发挥着重要的作用,提高了石油天然气运输的安全性,也是控制长输管道安装焊接质量的重要措施,随着现代社会的发展其已经不能够满足我国现代社会长输管道发展的需要,这就使得人们不断地研究和引进新的无损检测技术已经成为发展的重要趋势,而且随着现代社会的发展,从我国进行西气东输建设以来,大量地使用新无损检测技术已经在我国长输管道建设中。
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