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【摘 要】 随着我国经济的高速发展，中国已经成为世界上主要的石油消费国和生产国，油气长距离输送主要采用管道输送的方式，因为管道输送具有效率较高而且损耗少等优点。本文就主要对国内油气长输管道检测技术相关问题进行了简要的分析。
【关键词】 油气长输管道;检测技术;原理
随着长输管道建设的迅猛发展，我国长输管道总里程已达数万千米，且早期建设的管道由于受当时技术水平的限制，现阶段不断出现老化、泄漏事件，为降低油品泄漏对环境的影响，以及停产修复带来的经济损失，加强管道检测十分必要。
一、管道外检测技术
1、管道外检测的主要内容。管道防腐蚀涂层是防止管道被腐蚀的第一级屏障，它的作用是将管道与土壤隔开，避免管道接触土壤中的腐蚀性介质，在实施阴极保护时也能起到绝缘作用。土壤颗粒之间填充有空气、水以及各种盐类，使其具备电解质的条件，在土壤中发生的腐蚀多为电化学腐蚀。控制土壤腐蚀一般是采用外腐蚀涂层和阴极保护相结合的方式，涂层起主要防腐蚀作用，阴极保护为补充。对涂层检测主要是确定涂层缺陷的位置以及严重程度，对于检测出的涂层缺陷点，应进一步测试其腐蚀活性以及此处的阴极保护的有效性，以確定此处的管道是否发生腐蚀。
阴极保护是对管道进行防腐的第二级防线，主要给涂层缺陷处的管道金属进行保护。测试阴极保护有效性的方法主要是检测金属的对地电位，看是否满足防腐蚀的要求。如果长输管道处于电力线路环境中，还会发生杂散电流引起的腐蚀，容易造成管道穿孔现象，跟管道的安全运行带来巨大危害。这中情形下就要对管道进行干扰测试，确定干扰范围、类型以及影响程度，制定可靠的防干扰措施。处于杂散电流影响范围内的管道即使采取了防干扰措施，也要定期检测，对防干扰效果进行测试。
长输管道失效的原因之一是腐蚀，由防腐蚀涂层和阴极保护组成的两级保护如果都有效，管道不会发生腐蚀，如果涂层老化或者应力开裂产生失效，失效点管道金属裸露出来，此时失效点处的阴极保护效果如果达不到防腐蚀要求，那就会发生管道腐蚀现象。另外一种情况是防腐涂层剥落时，即使剥落处管道金属没有裸露出来，也会发生管道腐蚀，因为随着涂层剥落，阴极保护往往也会失效。对管道的腐蚀缺陷进行检测，一般通过挖开管道的方式，直接确定腐蚀发生位置及类型。
2、管道外检测常用的方法
2.1、多频管中电流测试法（PCM）。多频管中电流衰减法是一种可以检测防腐蚀涂层漏电情况的技术，该技术采用了先进的PCM仪器，通过检测间距测出来电流，再对电流分布梯度进行测定，整个管道的形貌都可以描绘出来，能准确快速地定位电流信号衰减严重的地方，再通过“A”字架进行检验地表电位的梯度，就能实现对防腐涂层的破损处进行定位。该方法适用于埋地钢管涂层的质量检测、对涂层破损点的精确定位、对涂层老化情况进行评级还可以对阴极保护效果进行评定。
2.2、密间距电位测量方法（CIPS）。密间距电位测量法是通过检测阴极保护在长输管道上的密集点位以及密集极化电位，评定阴极保护的效果、管道受杂散电流干扰的腐蚀情况，也能反映防腐涂层的情况。该方法存在一定的局限性，对操作者经验的依赖性高，容易受到外界的干扰，准确率比较低。
二、管道内检测技术
1、内检测技术长输管道中应用原理。在我国长运输管道检测技术中，多采用传统的管道外检测技术，通过对管道阴极电极的保护系统以及使用电子检测仪器进行常规的检测，从而获得对管道腐蚀情况的了解，这种检测方式属于间接的检测管道腐蚀的方法。而内检测技术是有目标性的对管道的内侧做检测，管道的变形检测仪器是针对内检测工作，其工作原理就是在正常介质输送的情况之下，利用介质的流动性推动管道变形检测器的运行，可以自动的检测出来管道直径的编号情况，利用介质的流动性推动管道变形检测器的运行，它可以自动的检测出管道直径的变化情况，同时处理系统对数据进行采集、记录和分析，探明管道内阀门、弯头、焊接处以及管道壁的厚度变化等情况，以及反馈问题管道所在的位置。
管道漏磁腐蚀检测器的原理主要是采用了无损检测原理，就是通过设备在管道中利用介质的流动性跟随着介质运行，能够在线检测出管道壁外腐蚀或内腐蚀而引起的管道的损坏情况，同时在检测管道壁时也能检测出管道机械的损伤情况。这套检测设备的原理是自身携带着磁铁利用磁场回路的原理，在圆形管道的周长上产生磁场回路。管道漏磁腐蚀检测器在管道中运行时如果管道壁没有缺陷和损坏，则磁力圈附着在管道壁内侧，如果管道壁内侧或外则出现缺陷和损坏，则磁力圈就会穿过管道壁向外发出磁场也就是说漏磁，从管道壁缺损处散发出来，这时紧贴在管道壁上的探头能检测的到，并产生感应信号，这些感应信号通过滤波和放大处理后记录到检测器上并储存，再经过检测处理后对数据进行分析判断。
2、管道内检测常用的方法
2.1、漏磁检测法。漏磁检测是通过对金属管壁磁化后，缺陷处会产生漏磁通，通过检测磁通量判断管壁腐蚀程度。以前，漏磁检测法的研究着重在提高传感器的分辨率上。2002年，Buckeye Pipeline公司将剩磁传感器与高分辨率漏磁清管器结合，不仅能够检测与腐蚀相关的泄漏和异常，而且能够区分内腐蚀和外腐蚀。随后，现代公司进一步提高了漏磁检测智能清管器的信号分辨率。最近，德国ROSEN公司研发的762/914mm漏磁检测工具，主要部件就是一个磁性传感段，通过调节自主研发的传感器环使管壁与传感器之间有良好接触，以达到磁化管壁的目的。
但是，目前大多数漏磁检测采用的是轴向充磁器，它可检测和量化多种金属损失特征，但只能检测管体积缺陷、一般腐蚀和较宽的环形裂纹，无法检测某些特定轴向特征。为此，需要进行环向测量或横向测量，但目前的检测工具不支持环向和横向同步数据采集，因此，引入了斜向磁极概念，并将其与轴向检测工具同步运行。
TDWillimson公司最新开发的一种新型漏磁检测方法，就是利用一种螺旋漏磁工具对管缝进行评估。它可采用单个磁化器完成管壁的检测，可在不增加工具长度的情况下与传统高分辨率横向漏磁检测工具相匹配使用，在一次运行中生成多重数据集，提高了对焊缝缺陷的分类检测能力并能够量化长形缺陷，并利用多重数据集对金属损失进行评估。此工具可以检测管壁和长形焊缝中细长、狭小缺陷，极大提高了检测性能。其采样频率高达750Hz，运行压力范围为2.1～13.78MPa，温度范围为-10～55℃，管道最小曲率半径为1.5D（D为管径），运行速度高达2.53m/s，因此，具有极高的适用性，并可提高检测效率。
2.2、超声波检测法。超声波检测法是根据超声波的反射、透射和散射作用，对被检测管道进行缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测。
现代超声波检测起源于20世纪70年代，德国Pipetronix公司率先采用超声扫描仪（UltraScan）用于在线检测，其上装有液压离合器设备。20世纪90年代，日本钢管株式会社研制了超声波传感器环向排列的超声波清管器，可在线检测管道内壁厚度的变化。20世纪末，上海大学研发了装有旋转探头的超声智能清管器，可扫描管道损伤。21世纪初期，中国石油天然气集团公司发明了多探头的超声波自动在线检测系统，它通过计算探头和管内壁、外壁的距离等数据，准确测定管道腐蚀状况和位置。最近，德国GE公司开发了一种单晶振荡器（压电）振子的超声波阵列在线监测装置。超声波检测法已发展到了激光超声波，它是使用激光能源在待测管壁产生超声波并探测的一种检测技术。
2.3、多种内检测方法的结合应用。由于各种内检测方法各有优缺点，为提高管道检测效率和质量，将两种或多种管道内检测方法结合应用已成为一种趋势。
德国ROSEN公司研发出一种结合漏磁通量和超声波技术的管道检测方法RoCorr-UT。它以UT为基础，压电元件发射出的超声波沿管道内外壁反射传播，同时测量信号的渡越时间。这种检测方法可检测出管道缺陷形态的长度、深度和宽度，并可达到很高的精度。
此外，加拿大一家公司发明了SmartPipe技术，它是一种激光扫描技术，能检测到大面积的腐蚀，检测效率和精确度较高，并可提供三维图像。
三、结束语
总之，现在国家采用了各种检测技术，在管道维修设计中，减少了维修成本，降低了管道运行风险系数，同时也降低了人力资源的使用，节约了不必要的浪费，延长了管道使用的年限，确保了安全生产。
参考文献：
[1]孟庆宏，陈德林，胜利油田首次为海地管道“查体”[J].大众网—经济导报，2010.
[2]马新飞，姜万军.长输管道腐蚀及检测技术[J].石油化工腐蚀与防护，2009.
[3]郑伟，帅健，郑贤斌.埋地长输管道腐蚀状况检测技术[J].石油化工设备，2010.
【关键词】 油气长输管道;检测技术;原理
随着长输管道建设的迅猛发展，我国长输管道总里程已达数万千米，且早期建设的管道由于受当时技术水平的限制，现阶段不断出现老化、泄漏事件，为降低油品泄漏对环境的影响，以及停产修复带来的经济损失，加强管道检测十分必要。
一、管道外检测技术
1、管道外检测的主要内容。管道防腐蚀涂层是防止管道被腐蚀的第一级屏障，它的作用是将管道与土壤隔开，避免管道接触土壤中的腐蚀性介质，在实施阴极保护时也能起到绝缘作用。土壤颗粒之间填充有空气、水以及各种盐类，使其具备电解质的条件，在土壤中发生的腐蚀多为电化学腐蚀。控制土壤腐蚀一般是采用外腐蚀涂层和阴极保护相结合的方式，涂层起主要防腐蚀作用，阴极保护为补充。对涂层检测主要是确定涂层缺陷的位置以及严重程度，对于检测出的涂层缺陷点，应进一步测试其腐蚀活性以及此处的阴极保护的有效性，以確定此处的管道是否发生腐蚀。
阴极保护是对管道进行防腐的第二级防线，主要给涂层缺陷处的管道金属进行保护。测试阴极保护有效性的方法主要是检测金属的对地电位，看是否满足防腐蚀的要求。如果长输管道处于电力线路环境中，还会发生杂散电流引起的腐蚀，容易造成管道穿孔现象，跟管道的安全运行带来巨大危害。这中情形下就要对管道进行干扰测试，确定干扰范围、类型以及影响程度，制定可靠的防干扰措施。处于杂散电流影响范围内的管道即使采取了防干扰措施，也要定期检测，对防干扰效果进行测试。
长输管道失效的原因之一是腐蚀，由防腐蚀涂层和阴极保护组成的两级保护如果都有效，管道不会发生腐蚀，如果涂层老化或者应力开裂产生失效，失效点管道金属裸露出来，此时失效点处的阴极保护效果如果达不到防腐蚀要求，那就会发生管道腐蚀现象。另外一种情况是防腐涂层剥落时，即使剥落处管道金属没有裸露出来，也会发生管道腐蚀，因为随着涂层剥落，阴极保护往往也会失效。对管道的腐蚀缺陷进行检测，一般通过挖开管道的方式，直接确定腐蚀发生位置及类型。
2、管道外检测常用的方法
2.1、多频管中电流测试法（PCM）。多频管中电流衰减法是一种可以检测防腐蚀涂层漏电情况的技术，该技术采用了先进的PCM仪器，通过检测间距测出来电流，再对电流分布梯度进行测定，整个管道的形貌都可以描绘出来，能准确快速地定位电流信号衰减严重的地方，再通过“A”字架进行检验地表电位的梯度，就能实现对防腐涂层的破损处进行定位。该方法适用于埋地钢管涂层的质量检测、对涂层破损点的精确定位、对涂层老化情况进行评级还可以对阴极保护效果进行评定。
2.2、密间距电位测量方法（CIPS）。密间距电位测量法是通过检测阴极保护在长输管道上的密集点位以及密集极化电位，评定阴极保护的效果、管道受杂散电流干扰的腐蚀情况，也能反映防腐涂层的情况。该方法存在一定的局限性，对操作者经验的依赖性高，容易受到外界的干扰，准确率比较低。
二、管道内检测技术
1、内检测技术长输管道中应用原理。在我国长运输管道检测技术中，多采用传统的管道外检测技术，通过对管道阴极电极的保护系统以及使用电子检测仪器进行常规的检测，从而获得对管道腐蚀情况的了解，这种检测方式属于间接的检测管道腐蚀的方法。而内检测技术是有目标性的对管道的内侧做检测，管道的变形检测仪器是针对内检测工作，其工作原理就是在正常介质输送的情况之下，利用介质的流动性推动管道变形检测器的运行，可以自动的检测出来管道直径的编号情况，利用介质的流动性推动管道变形检测器的运行，它可以自动的检测出管道直径的变化情况，同时处理系统对数据进行采集、记录和分析，探明管道内阀门、弯头、焊接处以及管道壁的厚度变化等情况，以及反馈问题管道所在的位置。
管道漏磁腐蚀检测器的原理主要是采用了无损检测原理，就是通过设备在管道中利用介质的流动性跟随着介质运行，能够在线检测出管道壁外腐蚀或内腐蚀而引起的管道的损坏情况，同时在检测管道壁时也能检测出管道机械的损伤情况。这套检测设备的原理是自身携带着磁铁利用磁场回路的原理，在圆形管道的周长上产生磁场回路。管道漏磁腐蚀检测器在管道中运行时如果管道壁没有缺陷和损坏，则磁力圈附着在管道壁内侧，如果管道壁内侧或外则出现缺陷和损坏，则磁力圈就会穿过管道壁向外发出磁场也就是说漏磁，从管道壁缺损处散发出来，这时紧贴在管道壁上的探头能检测的到，并产生感应信号，这些感应信号通过滤波和放大处理后记录到检测器上并储存，再经过检测处理后对数据进行分析判断。
2、管道内检测常用的方法
2.1、漏磁检测法。漏磁检测是通过对金属管壁磁化后，缺陷处会产生漏磁通，通过检测磁通量判断管壁腐蚀程度。以前，漏磁检测法的研究着重在提高传感器的分辨率上。2002年，Buckeye Pipeline公司将剩磁传感器与高分辨率漏磁清管器结合，不仅能够检测与腐蚀相关的泄漏和异常，而且能够区分内腐蚀和外腐蚀。随后，现代公司进一步提高了漏磁检测智能清管器的信号分辨率。最近，德国ROSEN公司研发的762/914mm漏磁检测工具，主要部件就是一个磁性传感段，通过调节自主研发的传感器环使管壁与传感器之间有良好接触，以达到磁化管壁的目的。
但是，目前大多数漏磁检测采用的是轴向充磁器，它可检测和量化多种金属损失特征，但只能检测管体积缺陷、一般腐蚀和较宽的环形裂纹，无法检测某些特定轴向特征。为此，需要进行环向测量或横向测量，但目前的检测工具不支持环向和横向同步数据采集，因此，引入了斜向磁极概念，并将其与轴向检测工具同步运行。
TDWillimson公司最新开发的一种新型漏磁检测方法，就是利用一种螺旋漏磁工具对管缝进行评估。它可采用单个磁化器完成管壁的检测，可在不增加工具长度的情况下与传统高分辨率横向漏磁检测工具相匹配使用，在一次运行中生成多重数据集，提高了对焊缝缺陷的分类检测能力并能够量化长形缺陷，并利用多重数据集对金属损失进行评估。此工具可以检测管壁和长形焊缝中细长、狭小缺陷，极大提高了检测性能。其采样频率高达750Hz，运行压力范围为2.1～13.78MPa，温度范围为-10～55℃，管道最小曲率半径为1.5D（D为管径），运行速度高达2.53m/s，因此，具有极高的适用性，并可提高检测效率。
2.2、超声波检测法。超声波检测法是根据超声波的反射、透射和散射作用，对被检测管道进行缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测。
现代超声波检测起源于20世纪70年代，德国Pipetronix公司率先采用超声扫描仪（UltraScan）用于在线检测，其上装有液压离合器设备。20世纪90年代，日本钢管株式会社研制了超声波传感器环向排列的超声波清管器，可在线检测管道内壁厚度的变化。20世纪末，上海大学研发了装有旋转探头的超声智能清管器，可扫描管道损伤。21世纪初期，中国石油天然气集团公司发明了多探头的超声波自动在线检测系统，它通过计算探头和管内壁、外壁的距离等数据，准确测定管道腐蚀状况和位置。最近，德国GE公司开发了一种单晶振荡器（压电）振子的超声波阵列在线监测装置。超声波检测法已发展到了激光超声波，它是使用激光能源在待测管壁产生超声波并探测的一种检测技术。
2.3、多种内检测方法的结合应用。由于各种内检测方法各有优缺点，为提高管道检测效率和质量，将两种或多种管道内检测方法结合应用已成为一种趋势。
德国ROSEN公司研发出一种结合漏磁通量和超声波技术的管道检测方法RoCorr-UT。它以UT为基础，压电元件发射出的超声波沿管道内外壁反射传播，同时测量信号的渡越时间。这种检测方法可检测出管道缺陷形态的长度、深度和宽度，并可达到很高的精度。
此外，加拿大一家公司发明了SmartPipe技术，它是一种激光扫描技术，能检测到大面积的腐蚀，检测效率和精确度较高，并可提供三维图像。
三、结束语
总之，现在国家采用了各种检测技术，在管道维修设计中，减少了维修成本，降低了管道运行风险系数，同时也降低了人力资源的使用，节约了不必要的浪费，延长了管道使用的年限，确保了安全生产。
参考文献：
[1]孟庆宏，陈德林，胜利油田首次为海地管道“查体”[J].大众网—经济导报，2010.
[2]马新飞，姜万军.长输管道腐蚀及检测技术[J].石油化工腐蚀与防护，2009.
[3]郑伟，帅健，郑贤斌.埋地长输管道腐蚀状况检测技术[J].石油化工设备，2010.