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检测百科
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管道安全在油气资源运输过程中起着至关重要的作用。随着在役年限的延长，管道会出现缺陷、泄漏、腐蚀失效等现象，需定期对管道进行检测。常用的管道无损检测方法有超声、涡流、漏磁等。这些方法均能检测管道上已存在的宏观缺陷，且检测效果较好，但许多非开挖管道由于自身结构、地形环境、敷设情况等条件限制使得检测成本高、效率低，且难以识别管道的早期隐性损伤区域，致使整个管线系统的安全受到威胁。因此，如何实现非开挖管道缺陷的高效检测和隐性缺陷识别是目前亟待解决的一个难题。
那么，在役埋地油气管道腐蚀缺陷无损检测应该怎么做？
非接触式磁力检测技术
技术原理
非接触式磁力检测方法是针对具有一定埋深、受地磁场磁化的铁磁性管道开展的，当管道存在局部缺陷区域时，其自身磁化率会发生改变，引起管道外一定范围内磁场的变化。
通过梯度测量采集由管道产生的叠置于地磁场之上且反映其缺陷的附加磁场信息数据，由于在任意一点处管道磁场的梯度与地磁场的梯度即地磁场最大变化率相比显得非常强，因此非接触式磁力检测方法测得的是管道正上方一定距离处磁场的水平梯度，经推导能得到测点处的磁力梯度模量G，再计算管道损伤等级指标F，以确定管道损伤等级，然后通过检测系统精确定位管道中存在缺陷的高风险位置。
判定依据
根据GB/T 35090-2018《无损检测管道弱磁检测方法》，对于含有损伤的管道，依据损伤等级指标F确定管道的损伤等级，F由下式计算：
F=e-AG
式中：A为修正系数；G为损伤程度的度量值，也就是磁力梯度模量。
根据管道损伤等级指标F的不同可将管道损伤划分为三个等级：
Ⅰ级为高风险，高腐蚀（壁厚损失率>40%）
Ⅱ级为中风险，中腐蚀（壁厚损失率在20%~40%）
Ⅲ级为低风险，低腐蚀（壁厚损失率<20%）
管道损伤等级及建议处理措施如下表所示：
检测工具
本次检测采用的工具为管道应力非接触磁力检测系统。利用该系统检测管道时，不需要额外的磁化设备，它利用地磁场实现管道的磁化，通过识别应力集中区域检测缺陷部位产生的漏磁信号，实现管道缺陷早期诊断。
实施检测时对管道和环境的要求如下：
（1）埋地管道直径D范围为55~3000mm；
（2）管道埋深不超过20D；
（3）管道壁厚不小于1mm；
（4）设备和管道间容许距离为20D；
（5）背景环境中无高压线、电气化铁路、磁信号的干扰。
磁记忆检测技术
技术原理
管道在地磁场的作用下具有磁性，在工作运行时承受着周期性变化的载荷，随着载荷的增大，在磁致伸缩效应和磁弹性效应的作用下，埋地管道缺陷部位会产生漏磁场，从而使原有磁场方向发生变化，去除载荷后，漏磁场并不会消失，在这个过程中管道保留了之前的磁场强度并且不断地增强，这一现象被称作为磁记忆效应。在地磁场和工作载荷的共同作用下，管道缺陷处磁记忆效应会更加明显，因此通过获取缺陷处漏磁场信息可以确定管道运行中发生缺陷的位置。若管道表面没有缺陷，其磁场会均匀分布。
管道局部缺陷处磁场强度变化示意图
判定依据
当管道存在宏观缺陷或微观结构缺陷时，会引起局部磁场分布异常，形成漏磁场（磁场强度Hp），漏磁场的法向分量Hp(y)符号改变且过零点，切向分量Hp(x)出现最大值，如下图所示。因此，可根据管道周围磁场分布来判断缺陷位置，当异常磁场法向分量Hp(y)过零点且符号改变或切向分量Hp(x)存在最大值时，则磁场异常处为腐蚀缺陷部位。
(a) 法向分布 (b) 切向分布
缺陷部位漏磁场分布示意图
超声波测厚技术
采用TMG-II超声波测厚仪进行管道壁厚分析，以验证非接触式磁力检测结果。超声波测厚方法需接触管壁，对开挖管段实施横向密集、环向时钟性的检测。
本工作通过磁记忆检测技术先找出开挖管段的缺陷位置，再对缺陷处实施壁厚测量，可提高检测效率。
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