閥門知識

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（EMAT）,提供了能有效工業(yè)管道及閥門維修和準確地檢測裂紋的新辦法。研討人員破費 2 年的時間，考證 EMAT 傳感器的技術和設計，從實驗室取得的大量數(shù)據(jù)，證明了 EMAT 作為探測管道應力腐蝕開裂和其他構造缺陷的可行性。這一新型檢測器曾經經過了工業(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電介質中得到鼓勵，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，其檢測指標見表 1-1。

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 20mm。

2）同時停止金屬損失和裂紋的內檢測技術；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。在現(xiàn)有技術條件下，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的內檢測器。應用新一代超聲、電子技術與相控陣技術相分離，對超聲波傳感器停止了全新的設計，把金屬損失、壁厚及裂紋檢測功用融為一體，完成了一次經過能夠同時檢測出管道的腐蝕和裂紋。

該技術的特性是：電子設備控制的超聲波束允許一次經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。

相控陣技術與傳統(tǒng)超聲技術相比，報本改良在于：傳統(tǒng)無損檢測技術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，當丈量條件發(fā)作變化時，超聲波束的設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。

GE-P Ⅱ 公司的一次經過可同時檢測金屬損失及裂紋的新一代超聲波檢測器，曾經在 2005 年 3 月應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)停止比照標明，能夠是圓周分辨率從 8mm 進步到 3.3mm。相控超聲技術內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)具有高效的準確度和牢靠度。

3）機械損傷檢測技術：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?shù)慕⑿袨橐约暗谌桨l(fā)掘等。有些損傷在未被發(fā)現(xiàn)狀況下會維持相當長的時間，從而進一步構成腐蝕或裂紋，有可能招致管道以后的失效。目前，機械損傷曾經成為招致管道失效的主要緣由之一。管道運營商希望經過運用恰當?shù)膬葯z測工具，能夠檢測各種緣由形成的、影響管道有效內徑的幾何異?，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?shù)娜毕菰u價技術。對凹陷和機械損傷的高質量內檢測過程，應能提供請求的信息，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檢測提出了更高的請求。

漏磁（MFL）技術應用于管道內檢測，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；但由于機械損傷產生的漏磁信號，不能很好地判別的 MFL 技術很少用于檢測機械損傷帶來的缺陷，在辨認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力的作用下是堆疊的；機械損傷區(qū)域的應力散布非常復雜，包括塑性變形和剩余應力。

由于樓此技術被以為是最具有本錢效率的內檢測辦法。管道運營商、管理者和研發(fā)人員都希望進步漏磁技術檢測機械損傷的靈活度，從而使漏磁探測技術有效應用于機械損傷缺陷的辨認。目前該項工作有了以下新的開展：①德國 ROSEN 公司開發(fā)出用于內檢測器的新一代幾何傳感器，能夠提供高精度的管道內部輪廓的幾何數(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)運轉載荷作用下工作；該傳感器與導航器、高分辨率漏磁檢測技術相分離，推進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凹陷特性的研討。應用三軸樓此工具檢測小凹陷（深度少于直徑 1%）的技術曾經有了嚴重停頓，其檢測才能已在現(xiàn)場發(fā)掘中得到了考證。該項技術目前具有國際搶先程度。

4）金屬損失檢測技術：過去幾年里，人們重點關注了金屬腐蝕的最小檢測深度；而如今關于金屬損失普遍關注的，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。由于檢測其設計、傳感器、電子學和其他要素的改良，新型檢測工具曾經具有探測小缺陷才能，預測的缺陷尺寸也愈加準確，并經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 公司應用三軸漏磁技術的軸向磁場 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傳感器，被用來辨認內外部的區(qū)別，也協(xié)助辨認和停止特征分類。這類高分辨率漏磁檢測器，可辨認的金屬損失特征有金屬增長和金屬損失、復雜腐蝕狀況、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，因而漏磁技術中關于非腐蝕特征的進一步研討變得愈加重要，這仍是目前漏磁技術研討的方向

5）內檢測技術存在的問題及開展方向：經過多年應用，內檢測技術曾經成為評價管道缺陷和確保管道完好性的首選技術。高分辨率的內檢測器（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)作的風險液體和自然氣管道事故，卻發(fā)現(xiàn)一些內檢測結論為可繼續(xù)運轉的管道，在內檢測后的 6~12 個月內就發(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)標明，這些經過檢測卻很快呈現(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)象對內檢測器及相應的內檢測器技術提出了質疑，文獻指出了內檢測器面臨的問題和開展的問題。

內檢測其曾經從地道的檢測工具，轉變?yōu)橐粋€準確地丈量手腕，目前面臨的問題如下：①管道丈量的目的處在一個復雜、連續(xù)、變化的內部環(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內檢測器運轉過程中，其關鍵部件可能會失效，但無法及時改換。③智能檢測器的運轉參數(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)量大于被內檢測器檢測到的數(shù)量，缺陷的實踐大小普通大于內檢測器給出的數(shù)據(jù)。⑤創(chuàng)立一個內檢測辦法與比照規(guī)范十分艱難。

剖析以上狀況，內檢測技術應該在以下方面停止改良：①需求進一步改良內檢測器的根本原理和技術，以改良現(xiàn)有內檢測技術存在的未探測到、低估風險及錯誤辨識等方面的性能。②對內檢測數(shù)據(jù)停止整體的統(tǒng)計剖析，肯定內檢測遺漏和錯誤辨識的缺陷的數(shù)量、尺寸和位置，評價內檢測器檢測到的缺陷的實踐數(shù)量和尺寸。③對各種內檢測數(shù)據(jù)的差別停止比照剖析，以對丈量錯誤停止歸結、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的有效手腕。中國管道行業(yè)曾經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技術規(guī)范，并曾經對陜京管道、廣東 LNG 管道等停止了內檢測理論，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）進步對直接評價的注重水平。由于內檢測技術適用范圍的局限性，工業(yè)管道及閥門維修相當數(shù)量的管道需求經過直接評價技術停止完好性評價。應該增強對直接評價技術的研討，恰當引進直接評價技術，對不合適內檢測評價的管道停止完好性評價，進步完好性管理技術程度。

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

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；在展開內檢測理論的根底上、增強對內檢測數(shù)據(jù)和結果的比照研討，進步對內檢測技術的認識。

4）加大對完好性管理技術的研討力度。親密跟蹤國外最新技術開展狀態(tài)，有方案地展開直接評價技術和內檢測技術的研討，加大研討投入，培育具有自主學問產權的評價技術。