压力管道检验检测新技术新工具新方法.ppt
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压力管道检验检测新技术、新工压力管道检验检测新技术、新工具和新方法具和新方法蒋俊2011.11前前言言压力管道分为长输管道、公用管道、工业管道、动力管道和集输管道,主要用于原油、成品油、天然气、人工煤气、蒸汽和工业用危险介质的输送,是国民经济建设的重要基础设备和人们生活的重要基础设施,在国民经济中占有极为重要的战略地位,被称为国家重大生命线。
我国100%的天然气、75%以上的原油的运输是通过管道输送实现的。
截止到2010年底,全国现有长输管道11.3万公里,集输管道32.7万公里,公用管道23.3万公里,工业压力管道73.2万公里。
每年新增数万公里。
石化装置管廊石化装置管廊某风景区内的架空长输管道某风景区内的架空长输管道川气东送支线管道川气东送支线管道西气东输门站管道西气东输门站管道蒸汽管道蒸汽管道小型化工厂工艺管道小型化工厂工艺管道石化装置改扩建管廊石化装置改扩建管廊天然气管道西气东输二线工程埋地管道下沟西气东输二线工程埋地管道下沟前前言言截至2010年底,全国质检系统共设置特种设备安全监察机构3092个,其中国家级1个、省级32个、市级458个、县级2601个。
全国现有特种设备综合性检验机构516个,其中质检部门所属检验机构331个,行业检验机构及企业自检机构185个。
另外还有型式试验机构18个,无损检测机构257个,气瓶检验机构1694个。
据统计:
2010年压力管道检验量为:
长输管道1.17万公里,集输管道6.23万公里,公用管道3.1万公里,工业压力管道16.7万公里前前言言2010年共发生特种设备事故296起,死亡310人,受伤247人,直接经济损失6681万元。
其中压力管道事故的186起。
2010年特种设备万台事故起数为年特种设备万台事故起数为0.64起,万台死亡人数为起,万台死亡人数为0.67人。
人。
2008年年1月,山东枣庄市地下煤气管道发生爆炸月,山东枣庄市地下煤气管道发生爆炸并引发大火,至少造成并引发大火,至少造成2名市民受伤名市民受伤温江天然气燃爆火焰温江天然气燃爆火焰10米高米高疑人为破坏疑人为破坏北京通州一条地下燃气管道在道路施工单位在作业时,不小心将路面下的燃北京通州一条地下燃气管道在道路施工单位在作业时,不小心将路面下的燃气管道挖坏,施工方迅速报警并找来了燃气集团人员对损坏部位进行抢气管道挖坏,施工方迅速报警并找来了燃气集团人员对损坏部位进行抢修。
抢修路段管道处突然起火。
修。
抢修路段管道处突然起火。
大连石化公司两条石油管道爆炸,数十米高的火焰在空中燃烧了超过大连石化公司两条石油管道爆炸,数十米高的火焰在空中燃烧了超过15个小时,损坏的个小时,损坏的油管导致数千加仑的原油流入附近的港湾和黄海中,原油污染至少油管导致数千加仑的原油流入附近的港湾和黄海中,原油污染至少430平方公里的平方公里的海域,迫使海滩和港口工厂关闭。
海域,迫使海滩和港口工厂关闭。
天然气管道泄漏导致爆炸山东聊城市一条天然气管道泄漏燃烧山东聊城市一条天然气管道泄漏燃烧哈尔滨一煤气管道被挖断泄露起火燃烧哈尔滨一煤气管道被挖断泄露起火燃烧3000余用户停气余用户停气长春市青普桥附近煤气主管线长春市青普桥附近煤气主管线被挖漏,煤气泄漏后发生爆燃。
被挖漏,煤气泄漏后发生爆燃。
伊拉克北部拜伊吉炼油厂附近一条能源管道发生爆炸并起火伊拉克北部拜伊吉炼油厂附近一条能源管道发生爆炸并起火纽约中央火车站附近一处蒸汽纽约中央火车站附近一处蒸汽管道发生爆炸管道发生爆炸尼日利亚油库爆炸破坏的输油管道,导致名尼日利亚油库爆炸破坏的输油管道,导致名油库工人死亡油库工人死亡天然气管道泄漏导致爆炸天然气管道泄漏导致爆炸盗油者破坏管道导致输油管大火肆虐盗油者破坏管道导致输油管大火肆虐4小时小时前前言言保证压力管道安全的根本出路在于提高我国压力管道的制造、安装质量和管理水平,必须依靠检验检测技术的科技进步。
压力管道安全涉及到压力管道的设计、管道元件的制造、安装、使用、检验和改造等环节,是技术性很强的系统工程。
压力管道安全建立在与国民经济发展、社会技术进步协调一致的法规标准的建立和安全管理水平的基础之上。
保证压力管道的安全必须依靠科技进步。
前前言言现行压力管道检验的常规方法有射线检测、超声检测和磁粉检测、渗透检测。
优点:
直观、技术成熟、简单方便。
不足:
采用超声和射线等常规无损检测方法对压力管道焊缝内部进行部分抽查检验的盲目性大。
超声检测易受检验人员工作状态、技术能力水平和责任心的影响,超声检测还受管道直径和壁厚的限制,射线检测对裂纹类缺陷的检出的灵敏度受照射角度的影响较大,易出现对严重缺陷的漏检,磁粉检测只限于铁磁性材料,渗透检测只限于开口型缺陷,还对检测表面的粗糙度、环境温度、光照强度等有一定要求。
压力管道的失效的多数案例是腐蚀减薄和局部腐蚀泄漏。
常规检验检测方法针对性不强。
压力管道检验具有不完全同于锅炉和压力容器的技术与方压力管道检验具有不完全同于锅炉和压力容器的技术与方法。
法。
原因原因:
压力管道具有如下特点:
压力管道具有如下特点:
(1)种类多,数量大,设计、制造、安装、应用管理环)种类多,数量大,设计、制造、安装、应用管理环节多;节多;
(2)长细比大,跨越空间大,边界条件复杂;)长细比大,跨越空间大,边界条件复杂;(3)现场安装工作量大;)现场安装工作量大;(4)材料应用种类多,选用复杂;)材料应用种类多,选用复杂;(5)管道及其元件生产厂家规模较小,产品质量保证较)管道及其元件生产厂家规模较小,产品质量保证较差;差;(6)长输管道与燃气管道基本上为埋地敷设,热力管道)长输管道与燃气管道基本上为埋地敷设,热力管道为管沟敷设。
为管沟敷设。
(7)针对压力管道特点,完全仿照锅炉压力容器的检测)针对压力管道特点,完全仿照锅炉压力容器的检测手段,工作量相当庞大,管道使用单位的负担也会很重。
手段,工作量相当庞大,管道使用单位的负担也会很重。
压力管道检验的需求:
压力管道检验的需求:
(1)对不能进入的管段,如穿、跨越以及空架管道进行)对不能进入的管段,如穿、跨越以及空架管道进行在线检测,实现工业管道不搭脚手架、不拆保温层的在在线检测,实现工业管道不搭脚手架、不拆保温层的在线检测,是对量多面广的工业管道实行定期检验的关键。
线检测,是对量多面广的工业管道实行定期检验的关键。
(2)长输管道与燃气管道,基本上为埋地敷设,要想全)长输管道与燃气管道,基本上为埋地敷设,要想全面开挖检测,难度相当大,也得不偿失。
目前,现有检面开挖检测,难度相当大,也得不偿失。
目前,现有检验检测单位的检验方法千差万别,水平参差不齐,开展验检测单位的检验方法千差万别,水平参差不齐,开展埋地管道的地面检测技术研究与开发,使之标准化,很埋地管道的地面检测技术研究与开发,使之标准化,很必要,必要,压力管道检验检测新技术、新工压力管道检验检测新技术、新工具和新方法介绍具和新方法介绍目前压力管道检验检测的先进技术有:
管道超声导波聚焦检测管道超声导波聚焦检测管道泄漏声发射检测管道泄漏声发射检测管道腐蚀涡流检测管道腐蚀涡流检测漏磁检测技术漏磁检测技术红外热成像检测技术红外热成像检测技术埋地管道相关检测技术埋地管道相关检测技术1、管道超声导波聚焦检测、管道超声导波聚焦检测原理:
原理:
从固定在管道周向的探头模块,沿管道壁以适当的声从固定在管道周向的探头模块,沿管道壁以适当的声波模式发射低频超声波(这些低频声波属超声波范畴)。
波模式发射低频超声波(这些低频声波属超声波范畴)。
超声波探头模块在管道的环向以均匀的间隔排列,使得超声波探头模块在管道的环向以均匀的间隔排列,使得声波以管道轴芯为对称传播。
在遇到管道壁厚发生变化声波以管道轴芯为对称传播。
在遇到管道壁厚发生变化的位置,无论增加或减少,一定比例能量被反射回到探的位置,无论增加或减少,一定比例能量被反射回到探头,因此为检测不连续性提供了机理。
利用超声波反馈头,因此为检测不连续性提供了机理。
利用超声波反馈回来的信号,判断管道壁厚的腐蚀程度和位置。
回来的信号,判断管道壁厚的腐蚀程度和位置。
适用范围:
适用范围:
油、气管道及石化装置、电厂管道、穿公路、过河、套油、气管道及石化装置、电厂管道、穿公路、过河、套管和埋地管线、高架管、海上平台竖管等。
管和埋地管线、高架管、海上平台竖管等。
用于检验管道的腐蚀或冲蚀,能够用于检验管道的腐蚀或冲蚀,能够100%覆盖管道壁厚。
覆盖管道壁厚。
在一个测试点可以沿着管道向两端发射低频超声导波,在一个测试点可以沿着管道向两端发射低频超声导波,可以传播很长的距离,甚至在保温层下面传播,反射的可以传播很长的距离,甚至在保温层下面传播,反射的回波由仪器接收,由此评价管道的腐蚀情况。
回波由仪器接收,由此评价管道的腐蚀情况。
优点:
优点:
管道管道100%快速检测,覆盖管道所有检测区域;快速检测,覆盖管道所有检测区域;高效检测,在同一位置可以检测几十米到上百米的距离,高效检测,在同一位置可以检测几十米到上百米的距离,并可双向检测更长的距离;并可双向检测更长的距离;中国特种设备检测研究院在跨越黄河的管道中国特种设备检测研究院在跨越黄河的管道检测时一次检测距离达到单侧检测时一次检测距离达到单侧180米。
米。
检测灵敏度高,对管道内外腐蚀具有同样的灵敏度;检测灵敏度高,对管道内外腐蚀具有同样的灵敏度;无法到达区域的检测,如套管、穿公路、过河等埋地管无法到达区域的检测,如套管、穿公路、过河等埋地管线、水下管线;线、水下管线;降低检测成本,除探头安装区域外,可不开挖、不拆保降低检测成本,除探头安装区域外,可不开挖、不拆保温层;温层;。
自动识别纵波和扭转波,可区分管道的腐蚀情况和管道自动识别纵波和扭转波,可区分管道的腐蚀情况和管道的特征(焊缝、支撑、弯头、三通等);的特征(焊缝、支撑、弯头、三通等);模块式探头,将探头组合到相应管径的膨胀圈上,高适模块式探头,将探头组合到相应管径的膨胀圈上,高适用性和性价比,最大检测管径达用性和性价比,最大检测管径达72英寸;英寸;高灵敏度、低噪音,定位准确;高灵敏度、低噪音,定位准确;与计算机高速通讯,能够进行实时的采集和快速自动特与计算机高速通讯,能够进行实时的采集和快速自动特征分析,自动生成检测报告;征分析,自动生成检测报告;无需液体耦合,采用气泵给探头施加压力保证探头与管无需液体耦合,采用气泵给探头施加压力保证探头与管道充分接触。
道充分接触。
实际检测现场实际检测现场超声导波与传超统声波检测的区别:
超声导波与传超统声波检测的区别:
超声导波可在一个测试点对一个大的长距离管道的材质超声导波可在一个测试点对一个大的长距离管道的材质进行进行100%的检测,而传统的超声波在一个测试点只能的检测,而传统的超声波在一个测试点只能对该点进行检测。
对该点进行检测。
超声导波检测时不需要液体进行耦合。
它采用机械或气超声导波检测时不需要液体进行耦合。
它采用机械或气体施加到探头的背面以确保探头与管道表面接触,达到体施加到探头的背面以确保探头与管道表面接触,达到超声波良好的耦合。
超声波良好的耦合。
为了使声波以管道轴芯对称地进行传播,管道环向的超为了使声波以管道轴芯对称地进行传播,管道环向的超声波探头均匀地间隔排列,如此环向声波沿着管道传播,声波探头均匀地间隔排列,如此环向声波沿着管道传播,能使整个管道被振动的声波而能使整个管道被振动的声波而“激励激励”,使其作为波导,使其作为波导的媒体而处于的媒体而处于“工作工作”状态中。
状态中。
超声导波与传超统声波检测的区别:
超声导波与传超统声波检测的区别:
传超统声波对管道壁厚进行测量时,只能检测到传感器传超统声波对管道壁厚进行测量时,只能检测到传感器下管壁的厚度,所以,在检测大范围管线时的速度很慢,下管壁的厚度,所以,在检测大范围管线时的速度很慢,而且常常要找出几个有代表性的特征点进行检测。
一旦而且常常要找出几个有代表性的特征点进行检测。
一旦遇到埋地或绝缘的管道,则束手无策。
遇到埋地或绝缘的管道,则束手无策。
使用超声导波特制的安装在管道上的传感器环进行检测,使用超声导波特制的安装在管道上的传感器环进行检测,能够对
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