美国研制的智能管线检测仪(Smart Pig),俗称“智能管道猪”可以检测管道缺陷、漏点等,并能确定其确切的位置。美国运输部规定,新建和发行的管道必须设置智能清管器收发装置。加拿大BJ管道检测服务公司推出VETRA检测仪,号称第二代“智能管道猪”,检测原理为漏磁检测(Magnetic Flux Leakege),采用了三维传感器结构,检测仪在管内向前速度一般控制在3m/s,BJ公司是目前世界唯一可以提供管内缺陷三维分析与图像的公司,缺陷准确误差实际可达6~7mm。加拿大有人把这种利用清管器作为载体的管内智能在线检测装置比喻为“指纹印鉴定法”(fingerprint),就像外国人在美国入境时按指纹一样,可见其精确性与重要性。
还有一种所谓“综合检测装置”,即把常用的几种管内检测技术整合到一个装置上进行一次性检测,以节约费用。这样,可提高检测数据可靠性。从这种检测过程中获得的数据经过分析之后,可对管道的整体状况得出最终结论。国外也有利用对管道内流体进行建模等手段对管道泄漏进行监测。
现在,对于人工巡线这种最原始的管道外检测技术还在应用,只是携带的装备更先进了。美国Spectratek公司开发出一种航空测量与分析装置,可装在直升机上,对管道泄漏可以进行准确判断。随着传感器技术、计算机技术的深入发展,各种管外动态检测技术应用越来越多,如:压力点分析法、特性阻抗检测法、互相关分析法、压力波法、流量差监测法、管道瞬变模型法,等等。
地下管道探测检漏技术发展也越来越快,通过向地下管道发送一个交流信息源,当地下管道防腐层被腐蚀,在漏点处就会形成电流回路,将产生的漏点信号向地面辐射,并在漏点正上方辐射信号最大。根据这一原理找到漏蚀点,可在不挖开的情况下方便准确地查出地下金属管道的走向、深度和绝缘防腐层腐蚀点、泄漏点的精确位置,可检测地下5m内的金属管道,发射距离50m~5km。
最近,国外还研究一种针孔检测技术——便携式针孔电火花检测仪(PCWI检测仪),用于检测导电基体上的非导电涂敷表面(包括混凝土)的涂层孔隙(小孔和缝隙),主要检测储罐、阀门和管道防腐层。这种便携式针孔电火花检测仪为高压仪器,ABS外壳,可提供高达30kV的稳定直流输出。例如德国EPK(Elektrophysik)公司POROTEST针孔检测仪可以在所有金属基体的绝缘防腐层中,发现肉眼看不到的穿透针孔和裂隙。POROTEST-DC针孔检测仪,可配三种高压探头,提供稳定的直流测试电压。
可见,在检测管道腐蚀方面,国外更多的是开发一些间接测量技术,如电位梯度法(DCVG)和管中电流去(PCM),可以在不挖土的情况下就能了解管道的完整性,采用计算机软件分析,掌握管道腐蚀控制的系统状态。英国雷迪公司的RD-PCM型埋地管道外防腐层检测仪,就是采用双水平线圈和垂直线圈电磁技术,由一台发射机和一台接收机构成,可以直接检测地下管道腐蚀情况。
3结论与建议
我国长输管道建设正处于蓬勃发展时期,包括原油管道、天然气管道和成品油输送管道的建设越来越多,如拟建的较大工程有中俄输气管道工程、中俄原油管道工程等,不久的将来,我国将建成7个大的区域性管网。针对我国管道建设情况及目前在役管道安全现状,借签国外作法,提出几点建议。
(1)加大立法力度。我国的管道运输已经成为第五大运输业,目前只有《石油、天然气管道保护条例》、《海底电缆管道保护规定》等条例、还应借鉴国外做法加大立法力度,建立管道方面的专门法律,将管道安全作为一项重要的公共安全工程来抓,以进一步加大对油气管道的安全管理。
(2)加强管道安全方面的科研工作。对管道腐蚀失效机理进行研究,建立管道及涂层寿命模型,为防腐措施的制定及判废标准的建立提供理论基础,指导生产实际和减少腐蚀损失。
(3)提高过程控制水平。我国油气长输管网的自动化总体水平较低,而新建管线自动化控制水平都比较高,如20世纪90年代建的陕-京输气管线,现在建的“西气东输”管线等,SCADA系统逐步在国内应用。而对在役管线如何提高自动化管理水平,需要深入研究。
(4)建立我国油气管道事故数据库。建议针对我国油气管道事故特点进行全面调研,建立全国性的或者是区域的管道事故数据库,有利于指导新建管线,及在役管线的安全管理。
(5)建立HSE ,重视风险评估工作。建立实行HSE 是规范管理、提高油气管道整体安全管理水平的有效途径。在HSE 中,风险辨识与评估工作尤为重要,风险分析方法应用于油气管道的工作在我国刚起步,有关风险分析方法研究、评判尺度、油气泄漏后危险评估,都需要结合我国实际开展风险评估工作,逐步应用定量分析模型和方法。建议建立油气管道安全评价数据库,为管道系统的统计分析、可靠性评价、抗震评价、腐蚀预测、剩余寿命预测等提供基础数据和依据。
(6)重视泄漏诊断方法的研究开发。开发长输管道自动监测系统,提高在役管线安全控制水平,能及时根据管线压力波动等趋势,快速判断输油状况、管道泄漏情况,确定泄漏位置。在目前情况下,我国长输管道若发生泄漏,主要还是通过人工巡检方式查找泄漏位置,进行维护,工作效率低,准确性差。国内也有人开始研究泄漏诊断专家系统,以解决管道泄漏诊断难题。
(7)提高管道检测水平和能力。我国已经明确规定了油气管道全面检测和一般性检测的周期。随着我国油气管道总长度增加和管道服役年限的增长,管道检测将越来越受人们重视,加快检测手段和方法现代化的研究,提高检测准确性和精度势在必行。国产“管道猪”已经问世,对提高我国管道检测水平起到重要作用。
(8)建立长输管道防腐、检测专业化队伍。根据国外的经验,逐步建立专业化的管道防腐队伍、检测队伍,以专业化的水平对管线进行定期检测维护。