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工業(yè)管道及閥門維修手冊(2)
來源:urbansustrans.cn作者:上海凱利科閥門有限公司更新時間:2023-03-17 09:03:39
接上一篇(工業(yè)管道及閥門維修手冊(1)
本文主要簡介(工業(yè)管道及閥門維修手冊(2)

德國 ROSEN 公司研發(fā)出一種新型高分辨率超聲波檢測器。該探測器運用電磁聲波傳感檢測技術(shù)(EMAT),提供了能有效工業(yè)管道及閥門維修和準(zhǔn)確地檢測裂紋的新辦法。研討人員破費 2 年的時間,考證 EMAT 傳感器的技術(shù)和設(shè)計,從實驗室取得的大量數(shù)據(jù),證明了 EMAT 作為探測管道應(yīng)力腐蝕開裂和其他構(gòu)造缺陷的可行性。這一新型檢測器曾經(jīng)經(jīng)過了工業(yè)實驗,能夠判別 SCC、涂層剝落、其他裂紋缺陷、異常溝槽、人為缺陷等。該技術(shù)最大優(yōu)點是借助電子聲波傳感器,替代了傳統(tǒng)的壓電傳感器,使超聲波能在一種彈性導(dǎo)電介質(zhì)中得到鼓勵,不需求機械接觸或液體耦合,是適用于自然氣管道的超聲裂紋檢測器,其檢測指標(biāo)見表 1-1。

表 1-1 ROSEN 裂紋檢測器及檢測指標(biāo)
工具參數(shù) 檢測參數(shù)
溫度范圍/℃ 最大工作壓力/MPa 速度范圍/(m/s) 最長操作時間/h 彎曲半徑 間隔/km 壁厚/mm 最小檢測臨界值/mm 軸向經(jīng)度/(°)
深度 長度
0~65 15 0.3~5 72 3D 120 5~20 1 20 ±18

注:D 為管徑

傳統(tǒng)的裂紋探測器可檢測的裂紋長度最小臨界值為 30mm。由表 1-1 可見,新型檢測器的裂紋長度最小臨界值到達(dá) 20mm。

2)同時停止金屬損失和裂紋的內(nèi)檢測技術(shù);金屬損失及裂紋是管道的兩大主要缺陷,存在于管道的整個生命周期內(nèi)。在現(xiàn)有技術(shù)條件下,管道運營商必需分別運用裂紋探測儀和金屬損失檢測儀,對管道的金屬損失和裂紋停止檢測,這會破費宏大的精神和財力。

2006 年的國際管道會議上,美國 GE-P Ⅱ 和德國 NDP 公司分別推出了一種先進(jìn)的內(nèi)檢測器。應(yīng)用新一代超聲、電子技術(shù)與相控陣技術(shù)相分離,對超聲波傳感器停止了全新的設(shè)計,把金屬損失、壁厚及裂紋檢測功用融為一體,完成了一次經(jīng)過能夠同時檢測出管道的腐蝕和裂紋。

該技術(shù)的特性是:電子設(shè)備控制的超聲波束允許一次經(jīng)過檢測金屬損失和裂紋;優(yōu)化的傳感器、超聲波束及大量的丈量通道,完成了掩蓋整個管壁圓周的高分辨率;可敏感地探測小的凹陷和腐蝕形成的裂紋。

相控陣技術(shù)與傳統(tǒng)超聲技術(shù)相比,報本改良在于:傳統(tǒng)無損檢測技術(shù)運用的超聲波束的外形及傳播方向.被每個傳感器所固定,每個獨立的傳感器被固定排列,假如丈量條件改動,則必需改動傳感器的排列類型;相控陣技術(shù)所運用的傳感器的排列和發(fā)射形式是程序化的,每個獨立的傳感用具有能夠發(fā)射不同方向及不同聲束特性的功用,當(dāng)丈量條件發(fā)作變化時,超聲波束的設(shè)置全部由計算機界面執(zhí)行操作,不需求再對傳感器停止人工校準(zhǔn)。

GE-P Ⅱ 公司的一次經(jīng)過可同時檢測金屬損失及裂紋的新一代超聲波檢測器,曾經(jīng)在 2005 年 3 月應(yīng)用于歐洲一條管徑為 609.6mm(24in)的廢品油管道,并于 2005 年 9月,對北美一條管徑為 863.6mm(34in)的原油管道停止了檢測。這兩條管道以前均運用過金屬損失檢測器和裂紋檢測器,與以往的檢測數(shù)據(jù)停止比照標(biāo)明,能夠是圓周分辨率從 8mm 進(jìn)步到 3.3mm。相控超聲技術(shù)內(nèi)檢測器不只分辨率高,節(jié)約時間和費用,同時檢測數(shù)據(jù)具有高效的準(zhǔn)確度和牢靠度。

3)機械損傷檢測技術(shù):機械損傷來自對管道外表的直接沖擊,包括巖石與管道的直接接觸、工業(yè)管道及閥門維修不恰當(dāng)?shù)慕⑿袨橐约暗谌桨l(fā)掘等。有些損傷在未被發(fā)現(xiàn)狀況下會維持相當(dāng)長的時間,從而進(jìn)一步構(gòu)成腐蝕或裂紋,有可能招致管道以后的失效。目前,機械損傷曾經(jīng)成為招致管道失效的主要緣由之一。管道運營商希望經(jīng)過運用恰當(dāng)?shù)膬?nèi)檢測工具,能夠檢測各種緣由形成的、影響管道有效內(nèi)徑的幾何異?,F(xiàn)象,并肯定其水平和位置。

最近兩年,幾何檢測請求進(jìn)步了,其中對凹陷尺寸的最小請求是:高分辨率的幾何工具應(yīng)該可以探測和定位深度大于等于 6.35mm(0.25in)的凹陷,而再用的幾何檢測器現(xiàn)狀是:對橢圓變形和大的變形難以提供凹陷評價的有效信息,基于 78 例現(xiàn)場發(fā)掘證明,其探測率僅為 32%,無法滿足請求;對凹陷和橢圓變形的特征依然沒有一個恰當(dāng)?shù)娜毕菰u價技術(shù)。對凹陷和機械損傷的高質(zhì)量內(nèi)檢測過程,應(yīng)能提供請求的信息,如凹陷的幾何外形和數(shù)據(jù),這些都對探測器機械損傷的內(nèi)檢測提出了更高的請求。

漏磁(MFL)技術(shù)應(yīng)用于管道內(nèi)檢測,已有超越 40 年的時間,普通用來探測腐蝕形成的金屬損失,是目前最適合的腐蝕檢測技術(shù);但由于機械損傷產(chǎn)生的漏磁信號,不能很好地判別的 MFL 技術(shù)很少用于檢測機械損傷帶來的缺陷,在辨認(rèn)第三方毀壞方面效果不佳。來自凹陷的漏磁信號的解釋艱難由以下緣由形成:機械損傷的漏磁信號在幾何和應(yīng)力的作用下是堆疊的;機械損傷區(qū)域的應(yīng)力散布非常復(fù)雜,包括塑性變形和剩余應(yīng)力。

由于樓此技術(shù)被以為是最具有本錢效率的內(nèi)檢測辦法。管道運營商、管理者和研發(fā)人員都希望進(jìn)步漏磁技術(shù)檢測機械損傷的靈活度,從而使漏磁探測技術(shù)有效應(yīng)用于機械損傷缺陷的辨認(rèn)。目前該項工作有了以下新的開展:①德國 ROSEN 公司開發(fā)出用于內(nèi)檢測器的新一代幾何傳感器,能夠提供高精度的管道內(nèi)部輪廓的幾何數(shù)據(jù),如能探測到的最小凹陷是 4.47mm(0.176in)。這種傳感器分離了非接觸遠(yuǎn)間隔丈量法與測徑器手臂的優(yōu)勢,允許傳感器在高動態(tài)運轉(zhuǎn)載荷作用下工作;該傳感器與導(dǎo)航器、高分辨率漏磁檢測技術(shù)相分離,推進(jìn)了機械損傷檢測工具的開展。②加拿大 BJ 公司展開了基于三軸漏磁信號是辨認(rèn)凹陷特性的研討。應(yīng)用三軸樓此工具檢測小凹陷(深度少于直徑 1%)的技術(shù)曾經(jīng)有了嚴(yán)重停頓,其檢測才能已在現(xiàn)場發(fā)掘中得到了考證。該項技術(shù)目前具有國際搶先程度。

4)金屬損失檢測技術(shù):過去幾年里,人們重點關(guān)注了金屬腐蝕的最小檢測深度;而如今關(guān)于金屬損失普遍關(guān)注的,是對腐蝕惹起的金屬損失的探測、定位和尺寸測定。早期的漏磁檢測工具僅能探測大面積的腐蝕或腐蝕群。由于檢測其設(shè)計、傳感器、電子學(xué)和其他要素的改良,新型檢測工具曾經(jīng)具有探測小缺陷才能,預(yù)測的缺陷尺寸也愈加準(zhǔn)確,并經(jīng)過多種途徑停止了很大的改良,如大多數(shù)低分辨率檢測器,丈量漏磁場僅在一個單一方向,如今高分辨率檢測器的檢測范圍是兩個或是三個互相垂直的方向,取樣率、特定間隔搜集的數(shù)據(jù)樣本和時間距離也大大增大。

加拿大 BJ 公司應(yīng)用三軸漏磁技術(shù)的軸向磁場 MFL 檢測器研討,有了一定的停頓。在三軸傳感器中,有三個單獨的、相互垂直的傳感方向;軸向傳感器記載沿管道的平行方向;徑向傳感器記載管道垂直方向;環(huán)向傳感器記載圓周方向。第四個傳感器稱為旋轉(zhuǎn)傳感器,被用來辨認(rèn)內(nèi)外部的區(qū)別,也協(xié)助辨認(rèn)和停止特征分類。這類高分辨率漏磁檢測器,可辨認(rèn)的金屬損失特征有金屬增長和金屬損失、復(fù)雜腐蝕狀況、延長的軸向缺陷、制造缺陷、建立缺陷、焊縫裂紋、凹陷、折皺、圓鑿、圓周裂紋等。普通以為凹陷、折皺等管道凹陷無法被 MFL 辨認(rèn),因而漏磁技術(shù)中關(guān)于非腐蝕特征的進(jìn)一步研討變得愈加重要,這仍是目前漏磁技術(shù)研討的方向

5)內(nèi)檢測技術(shù)存在的問題及開展方向:經(jīng)過多年應(yīng)用,內(nèi)檢測技術(shù)曾經(jīng)成為評價管道缺陷和確保管道完好性的首選技術(shù)。高分辨率的內(nèi)檢測器(幾何、腐蝕、裂紋)可探測、定位、丈量并顯現(xiàn)管壁上的異常。這些異常能夠表示為幾何變形(凹陷、圓鑿、橢圓變形、折皺、彎曲)、腐蝕、裂紋和其他缺陷。但是、研討世界上最近發(fā)作的風(fēng)險液體和自然氣管道事故,卻發(fā)現(xiàn)一些內(nèi)檢測結(jié)論為可繼續(xù)運轉(zhuǎn)的管道,在內(nèi)檢測后的 6~12 個月內(nèi)就發(fā)作了失效事故。

2005 年,美國管道平安辦公室發(fā)布的數(shù)據(jù)標(biāo)明,這些經(jīng)過檢測卻很快呈現(xiàn)毛病的管道,失效緣由中,缺陷未被探測到的占 51%;對缺陷特征低估的占 32.3%;錯誤辨識的占 16.7%。這種現(xiàn)象對內(nèi)檢測器及相應(yīng)的內(nèi)檢測器技術(shù)提出了質(zhì)疑,文獻(xiàn)指出了內(nèi)檢測器面臨的問題和開展的問題。

內(nèi)檢測其曾經(jīng)從地道的檢測工具,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€準(zhǔn)確地丈量手腕,目前面臨的問題如下:①管道丈量的目的處在一個復(fù)雜、連續(xù)、變化的內(nèi)部環(huán)境(壓力、溫度、腐蝕等)和外部環(huán)境(四周土壤、腐蝕、第三方干擾等)。②內(nèi)檢測器運轉(zhuǎn)過程中,其關(guān)鍵部件可能會失效,但無法及時改換。③智能檢測器的運轉(zhuǎn)參數(shù)不穩(wěn)定,如速率、磁場、檢測期間傳感器毛病。④實踐存在的缺陷數(shù)量大于被內(nèi)檢測器檢測到的數(shù)量,缺陷的實踐大小普通大于內(nèi)檢測器給出的數(shù)據(jù)。⑤創(chuàng)立一個內(nèi)檢測辦法與比照規(guī)范十分艱難。

剖析以上狀況,內(nèi)檢測技術(shù)應(yīng)該在以下方面停止改良:①需求進(jìn)一步改良內(nèi)檢測器的根本原理和技術(shù),以改良現(xiàn)有內(nèi)檢測技術(shù)存在的未探測到、低估風(fēng)險及錯誤辨識等方面的性能。②對內(nèi)檢測數(shù)據(jù)停止整體的統(tǒng)計剖析,肯定內(nèi)檢測遺漏和錯誤辨識的缺陷的數(shù)量、尺寸和位置,評價內(nèi)檢測器檢測到的缺陷的實踐數(shù)量和尺寸。③對各種內(nèi)檢測數(shù)據(jù)的差別停止比照剖析,以對丈量錯誤停止歸結(jié)、考證檢測器、現(xiàn)場和計算機數(shù)據(jù)。

(5)工作倡議

完好性管理是保證管道平安運轉(zhuǎn)的有效手腕。中國管道行業(yè)曾經(jīng)初步樹立起完好性管理的理念,開端制定完好性施行方案及相關(guān)技術(shù)規(guī)范,并曾經(jīng)對陜京管道、廣東 LNG 管道等停止了內(nèi)檢測理論,獲得了良好的效果。為了更好地展開完好性管理,現(xiàn)分離國際上完好性管理的最新停頓,提出以下倡議。

1)進(jìn)步對直接評價的注重水平。由于內(nèi)檢測技術(shù)適用范圍的局限性,工業(yè)管道及閥門維修相當(dāng)數(shù)量的管道需求經(jīng)過直接評價技術(shù)停止完好性評價。應(yīng)該增強對直接評價技術(shù)的研討,恰當(dāng)引進(jìn)直接評價技術(shù),對不合適內(nèi)檢測評價的管道停止完好性評價,進(jìn)步完好性管理技術(shù)程度。

2)制定并監(jiān)視施行強迫性的完好性評價方案。在國內(nèi)缺乏強迫性法律的狀況下,各大石油公司應(yīng)該制定包括直接評價和內(nèi)檢測等評價辦法在內(nèi)的完好性評價方案,提出強迫性請求,使管道完好性管理從試點逐漸歸入標(biāo)準(zhǔn)化管理的軌道。

3)增強行業(yè)數(shù)據(jù)庫建立。注重整個管道行業(yè)的管道失效等數(shù)據(jù)搜集和剖析,為完好性管理提供參考;在展開內(nèi)檢測理論的根底上、增強對內(nèi)檢測數(shù)據(jù)和結(jié)果的比照研討,進(jìn)步對內(nèi)檢測技術(shù)的認(rèn)識。

4)加大對完好性管理技術(shù)的研討力度。親密跟蹤國外最新技術(shù)開展?fàn)顟B(tài),有方案地展開直接評價技術(shù)和內(nèi)檢測技術(shù)的研討,加大研討投入,培育具有自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)的評價技術(shù)。

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