编辑:北国老剑
海洋油气管道检测是保障海上油气田生命线的必要措施,国内外都非常重视这方面的研究和应用。在通常情况下,海底油气管道主要受到来自管内和管外两个环境的腐蚀,其中内腐蚀主要是输送介质、管内积液、污物等对管道内壁的腐蚀;外腐蚀主要是因为涂镀层失效,导致海水渗入。此外,海底管道存在的缺陷主要包括均匀腐蚀、点腐蚀、沉积物腐蚀、晶间腐蚀、冲刷腐蚀、防护层下腐蚀、腐蚀起泡、应力腐蚀裂纹、氢致裂纹等。
在管道运行过程中,一旦发生管壁开裂,造成油气泄漏,将会造成重大的海洋污染,同时也造成巨大的经济损失。因此,对海洋油气管道的检测是不可忽视的。
我国从1998年到2012年,公开报道的海底管道泄漏事故共19起,其中有四起事故是因为腐蚀引发泄漏,最大的一次事故是在2007年,我国南海涠洲12-1至11-4原油管道发生腐蚀泄漏,导致油田停产近200天,造成巨大的经济损失。
海底管道事故频发引起了世界各国的高度重视,我国针对海底管道的检测制定了一系列标准,如Q/GDSJ0023—90《管道干线腐蚀控制调查技术规范》、SY/T 0078—95《钢质管道及储罐腐蚀预防护方法标准》、SY/T 6151—1995 《钢质管道管体腐蚀损伤评价方法》、SY6186—1996《石油天然气管道安全规程》等,国家经贸委还下发了[2000]17 号令《石油天然气管道安全监督与管理暂行规定》,中国石油天然气股份有限公司也编制了相应的《天然气管道检验规程》。
与此同时,对海底管道的检测技术的研究也陆续开展,目前常用的海底管道无损检测方法包括磁粉探伤、常规超声纵波探伤、常规超声横波探伤、涡流探伤、超声衍射时差法(TOFD)、交流场测量技术、水下射线探伤等等。
其中超声衍射时差法(TOFD)是一种高灵敏度的超声扫查探伤方法,主要用于壁厚大于8mm、直径大于6英寸的管道对接焊缝的探伤,常用于制造和服役中的海管焊缝快速扫查检测,几乎没有近表面检测盲区。
便携式相控阵
目前国际上海底管道检测使用较为普遍的技术是交流场测量,这项技术的原理是通过导电管体的电流由于管表面出现裂纹或缺陷受到扰动,然后在不同点测量近表面磁场的扰动。在检测过程中,无需与管直接接触,因为输入的电流是通过电磁感应引入管壁中,然后通过信号反演确定裂纹尺寸,并且可以在不完全去除海底管道附着的海洋生物贝壳的情况下进行检测。
由于上述外检测技术在实际操作中存在很大难度,而且检测精度、检测效率等均不能很好地满足工程需要,尤其在对深水海管和超深水海管检测中难度更大,几乎没有实施的可能性。因此,尽管人们普遍不赞成海底管道的内检测,认为其具有很高的风险,但是国际上仍然有部分企业致力于内检测技术(PIG检测技术)的研究,所谓PIG检测技术是指将各种无损检测设备加装在清管器上,将原来用作清扫的非智能pig改造成为有信息采集、处理、存储等功能的智能型管道缺陷检测器,通过pig在管道内的运动,达到检测管道缺陷的目的。
近年来,随着超声导波理论研究的发展,人们开始将超声导波技术用于海洋油气管道的缺陷检测,并在实际应用中取得了不错的效果。利用超声导波进行海底管道检测主要分为三个方面,一是利用导波对海管进行外检测,即采用潜水方式或ROV方式使用导波探头卡环一次检测上百米的海管;二是将导波探头环预装在海底管道上,用导波对海管进行定期检测;三是将超声导波检测系统做成管道内检测器,即超声导波pig。
TTF长距离管道超声导波检测系统
由于超声导波检测技术具有长距离快速检测的优势,因此超声导波无损检测技术的研究和应用极大地推动海底管道检测的发展。未来,超声导波检测技术在海洋油气管道的检测中将得到广泛的应用,并在保证海洋油气生产安全方面发挥重要的作用。