摘 要： 為保障長輸天然氣管道（以下簡稱管道） 安全平穩(wěn)運(yùn)行， 了解管道本體的缺陷、 腐蝕狀況和運(yùn)行能力， 避免因管道缺陷未得到及時有效的修復(fù)而造成管道腐蝕穿孔、 爆管等安全事故。 管道管理部門都會定期采用漏磁檢測等技術(shù)對管道進(jìn)行本體檢查， 后期對管道本體缺陷的現(xiàn)場查找必不可少， 筆者借助PipeImage軟件、 Φ559屏忠線（屏錦至忠縣） 、 Φ630瀘威線（鄧關(guān)至興隆） 漏磁檢測數(shù)據(jù)及現(xiàn)場實(shí)際情況講述了智能檢測缺陷點(diǎn)查找的基本原理和準(zhǔn)確查找智能檢測缺陷點(diǎn)的方法經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞： 管道 智能檢測 缺陷點(diǎn) 查找

1．前言

管道運(yùn)行過程中主要受到內(nèi)、 外兩個環(huán)境的腐蝕， 外腐蝕通常是因為防腐絕緣層破損、 老化失效所產(chǎn)生， 我們通常采用PCM多頻管中電流測試、 直流電位梯度（DCVG） 等方法對管道外部防腐層破損點(diǎn)進(jìn)行檢測。 但如果要對管道本體進(jìn)行一個全方位、 準(zhǔn)確的檢測， 外檢測是遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求的。

將無損檢測設(shè)備安裝于清管器上， 利用清管流程將檢測儀器推送通過被檢測管道， 采集、處理、 存儲管道本體信息， 從而對管道本體缺陷及運(yùn)行能力進(jìn)行有效的評估， 這就是我們所說的智能檢測。 智能檢測最常用的就是MFL漏磁檢測技術(shù)（以下簡稱智能檢測） 。 世界上比較有名的管道智能檢測公司有美國的Tuboscopc GE PII、英國的British Gas、 德國的Pipetronix、 加拿大的Corrpro。 西南油氣田公司所轄管道目前基本都是邀請美國的Tuboscopc GE PII公司進(jìn)行檢測的。 管道檢測數(shù)據(jù)的運(yùn)用和查詢必須使用該公司開發(fā)的PipeImage分析軟件（注： 檢測公司在完成智能檢測后都會在將PipeImage分析軟件及監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至管道管理部門） 。

智能檢測發(fā)現(xiàn)的缺陷點(diǎn)數(shù)據(jù)是比較準(zhǔn)確的，近2年檢測報告顯示， 檢測發(fā)現(xiàn)缺陷點(diǎn)在管道中的里程位置、 缺陷尺寸已經(jīng)精確到了毫米。 但在現(xiàn)場缺陷點(diǎn)查找工作中我們發(fā)現(xiàn)， 高低起伏的山脈、 復(fù)雜的地形地貌， 給我們準(zhǔn)確的查找缺陷點(diǎn)（以下簡稱查找缺陷點(diǎn)為定點(diǎn)） 帶來了較大的困難。 如何將準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù)運(yùn)用到復(fù)雜的管道埋地現(xiàn)場， 提高定點(diǎn)的準(zhǔn)確性和工作效率， 節(jié)約開挖成本。 通過PipeImage軟件對檢測數(shù)據(jù)的分析研究和現(xiàn)場實(shí)際情況的綜合比對， 我們能夠準(zhǔn)確的找到缺陷點(diǎn)。

2. 定點(diǎn)測量原理

為了方便缺陷點(diǎn)查找， 管道智能檢測時， 我們通常會在管道沿線每1公里左右布置一個馬克點(diǎn)（英文： marker， 又稱標(biāo)記點(diǎn)） ， 檢測設(shè)備通過時就會在數(shù)據(jù)中記錄馬克點(diǎn)位置， 這樣一條完整的管線就被馬克點(diǎn)切割成了數(shù)十個1公里的小段，通過附近的馬克點(diǎn)， 在這1公里內(nèi)定點(diǎn)相對就容易多了。

筆者以2008年8月的屏忠線檢測數(shù)據(jù)生成的一張缺陷開挖單舉例做簡單說明。 見圖1， 上游A084號馬克點(diǎn)在6680號環(huán)焊縫下游2.4米處， 下游A079號馬克點(diǎn)在7630號環(huán)焊縫下游6.1米處， 兩點(diǎn)間距為748.2米（495.8米+252.4米） ， 上游點(diǎn)距離缺陷點(diǎn)較近的7250焊口495.8米， 下有點(diǎn)距離缺陷點(diǎn)較近的7250焊口252.4米。 那我們使用皮尺從下游點(diǎn)往上游點(diǎn)測量前進(jìn)252.4米， 就是7250焊縫位置， Feature中的“0.0metres”表示缺陷與7250焊縫的距離是0米， 這說明缺陷就在焊縫上。

完成7250位置測量后， 垂直于水平面進(jìn)行開挖， 如圖2， 發(fā)現(xiàn)焊縫。

為了證實(shí)該焊縫是否是7250焊縫， 那我就要用到開挖單的缺陷位置圖解部分。 見圖3， 圖中標(biāo)注了每節(jié)管道的長度， 因為地形及管道用材的原因， 有直管段、 彎頭、 短接， 每根管道長度是有所差別的。 7250號焊縫的下游管節(jié)長度是11.4米， 那么我們在距已開挖焊縫位置下游11.4米進(jìn)行開挖， 如果能夠挖到焊縫， 說7250號焊縫查找成功， 當(dāng)然， 缺陷點(diǎn)在距7250號焊縫下游0米位置， 我們就能成功找到焊縫位置。 另舉一個例子， 如果圖標(biāo)顯示缺陷點(diǎn)在7250號焊縫下游2米處， 那我們在7250號焊縫下游2米處開挖就能成功找到缺陷。

3. 現(xiàn)場缺陷定點(diǎn)的主要影響因素

現(xiàn)場缺陷點(diǎn)定點(diǎn)測量工具主要用的是皮尺（軟尺） 、 探管儀， 地形平坦時也會用到激光測距儀， 雖然智能檢測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)到了1毫米， 但在現(xiàn)場的定點(diǎn)過程中， 受一些客觀或主觀因數(shù)的影響， 測量結(jié)果是存在一定誤差的， 正常的誤差一般都在10米以內(nèi)， 但有些較嚴(yán)重的測量誤差甚至達(dá)到了幾十米， 這都影響了定點(diǎn)工作的正常開展。

3.1 平行路段找點(diǎn)：

如圖4， 埋地路面與管道走向基本平行， 管道埋深一直保持在穩(wěn)定狀況， 這種情況是最理想的狀況， 通常任意選取上游間距及下游間距來測就可以， 現(xiàn)場測量的誤差很小， 可以很輕松找到缺陷點(diǎn)。

3.2 不平行路段找點(diǎn)：

當(dāng)?shù)乇淼孛媾c管道走向不平行， 相對位置不穩(wěn)定的時候， 誤差就出現(xiàn)了。 這是我們在測量定點(diǎn)過程中一直都存在的情況， 這種測量誤差無處不在。 如圖5， 圖中是三種最常見的因地形造成的測量誤差特征。 如特征1， 地面的曲率半徑小于管道的曲率半徑， 在地面拱起部分隨管道走向的地面測量長度大于該處管道長度。 如特征2， 管道從陡坡過渡到平行路段， 管道有一個彎頭漸變的過程， 該處隨管道走向的地面測量長度小于該處管道長度， 如特征3， 管道在懸崖陡坡頂端或爬坡頂端， 管道從陡坡過渡到平行路段， 也有一個彎頭漸變的過程， 該處隨管道走向的地面測量長度大于該處管道長度。

因為地面高低起伏不是規(guī)則的幾何圖形， 不是絕對的矩形或絕對的圓， 所以要通過精確計算是很有難度的， 通常現(xiàn)場測量對誤差的把握靠的是現(xiàn)場測量人員的經(jīng)驗和判斷。 整個測量過程必須應(yīng)用探管儀對管道埋深進(jìn)行全程監(jiān)控， 遇見如圖5中的誤差特征或其他特征時， 測量人員應(yīng)合理運(yùn)用幾何知識對測量誤差進(jìn)行加減修正。 如果現(xiàn)場計算判斷失誤量累計過多， 誤差就會超出控制范圍。

3.3 測量線路偏差

因線路探測不明或線路不熟悉， 或僅憑目測或經(jīng)驗將彎曲管線錯誤判斷成直管段等， 使得缺陷點(diǎn)測量線路與管道走向發(fā)生了偏差， 這是缺陷定點(diǎn)工作中最為常見的低級失誤。 如圖6， 兩種情況中， 線路測量路徑與管道走向路徑發(fā)生了偏差。

3.4 因馬克點(diǎn)失效帶來的誤差

通常我們在智能檢測時， 每公里放置一個馬克點(diǎn)， 這樣能夠確保每個缺陷都在兩個間隔1公里左右的馬克之間， 缺陷距上下游馬克點(diǎn)從數(shù)十米到數(shù)百米， 測量誤差基本在可控范圍內(nèi)。 但是在智能檢測過程中， 個別馬克點(diǎn)設(shè)備出現(xiàn)了故障，是數(shù)據(jù)分段標(biāo)記失效。

以屏忠線2008年監(jiān)測數(shù)據(jù)為例， 上游A068號馬克點(diǎn)至下游A036號馬克點(diǎn)距離是4727.1米（1940.6米+2786.5米） ， 這說明兩點(diǎn)之間有2到3個馬克點(diǎn)失效了， 致使管段切分未達(dá)到預(yù)定效果， 缺陷附近的特征焊縫距上游馬克點(diǎn)1940.6米， 距下游馬克點(diǎn)2786.5米。

這直接增加了現(xiàn)場缺陷定點(diǎn)測量工作的難度， 最小測量長度都達(dá)到了1940.6米， 在人工測量中， 測量距離的增加伴隨而來的將是測量誤差的增大。

4. 優(yōu)化定點(diǎn)測量方法

將智能檢測數(shù)據(jù)、 數(shù)據(jù)分析軟件（PipeImage）（以下簡稱該軟件為： PII） 與現(xiàn)場地形特征、 管線高程差（高低落差） 相結(jié)合， 運(yùn)用科學(xué)的方法對現(xiàn)場進(jìn)行分析、 測量， 可在保證缺陷點(diǎn)定點(diǎn)精度的前提下， 縮短定點(diǎn)的時間， 提高工作效率，節(jié)約人力、 節(jié)約開挖成本， 降低維修費(fèi)用。 下面筆者介紹幾個現(xiàn)場測量及PipeImage分析軟件使用的心得與讀者分享。 下面我們以Φ630瀘威線（鄧關(guān)至興隆） 2010年漏磁檢測數(shù)據(jù)為例。

4.1 管道列表法

筆者選取瀘威線（鄧關(guān)至興隆） 鄧關(guān)站出站球閥至64號馬克點(diǎn)一處ERF值為1.567（注： ERF為管道生產(chǎn)壓力與本體最大承受壓力的比值， 該值已大于1， 說明在該缺陷點(diǎn)穿孔， 爆管的可能性極大， 必須修復(fù)） 、 缺陷深度為壁厚的42%的缺陷點(diǎn)進(jìn)行解釋說明。 見圖8， 缺陷里程為1002.808米， 缺陷點(diǎn)位于1400號焊縫下游0.532米。 1400號焊縫距鄧關(guān)站出站球閥999.916米， 距64號馬克點(diǎn)92.728米。

如果采用傳統(tǒng)的方法我們肯定直接從64號馬克點(diǎn)反方向測量92.728米找到焊縫， 然后在朝下游方向測量0.924米開挖確定1400號焊縫查找正確， 然后從1400好焊縫朝下游方向測量0.532米開挖找到缺陷點(diǎn)并修復(fù)。

但還有更簡單的方法。 同樣以圖8所示缺陷為例， 通過PII橫向功能列表里面中的“ Pipeline”按鍵可打開管線列表（注： 管線列表主要記錄了每段管節(jié)的長度， 焊縫里程、 彎頭度數(shù)等信息） 。

圖8中缺陷的管線里程為1002.808米， 通過列表查看我們發(fā)現(xiàn)， 在里程為1023.097處有一處40°彎頭（Bend 40 Deg） ， 彎頭方向為朝下游方向上彎， 這個彎頭可能處于一個明顯爬坡點(diǎn)。 我們可以從64號馬克點(diǎn)朝上行進(jìn)70米左右（注： 92.728米減去（1023.097-1002.808)米） ， 會很明顯的發(fā)現(xiàn)彎頭， 直接對彎頭進(jìn)行開挖， 找到彎頭上游方向 0 . 4 8米處里程為1023.617米的焊縫（twin seamwelded start） ，從焊縫處朝上游方向準(zhǔn)確測量20.809米， 直接開挖， 缺陷點(diǎn)準(zhǔn)確找到。

再舉一個事例： 見圖10， 缺陷里程為11848.778米。

然后在管線列表中找到該點(diǎn)， 見圖11。 我們在缺陷點(diǎn)下游方向找到了兩處彎頭， 一處為朝下游方向的右彎頭30°（Right） 里程為11909.407米， 如圖12。 一處為朝下游方向的左彎頭30°（Left） 里程為11947.9米， 如圖13。 我們從75號馬克點(diǎn)朝上游方向大概行進(jìn)測量至500米周邊（601.649米減去（11947.9-11847.201） 米） ，這500米初略測量出現(xiàn)誤差不會影響到定點(diǎn)工作， 用探管儀很同意測量找到圖13中的左完頭彎頭（提醒， 右下游朝上游走， 彎頭方向發(fā)生了水平180°的變向） ， 然后再從彎頭處朝上游進(jìn)行100.699米（11947.9-11847.201米） 用探管儀找到圖12中的有彎頭， 誤差一般在0.5米內(nèi)， 然后對該彎頭進(jìn)行開挖， 找到距右彎頭0.343米處的15610號焊縫。 從15610號焊縫朝上游行進(jìn)測量60.286米找到15540號焊縫， 缺陷就很容易找到了。

為什么第二個例子不像第一個例子那樣直接測量開挖缺陷點(diǎn)， 而要先找到缺陷點(diǎn)上游1.577米處的15540特征焊縫， 通過焊縫再找到缺陷點(diǎn)。 因為第一個例子我們只要求精確測量20.809米， 這是比較精確的， 但第二個例子要精確測量60.286米， 距離稍長， 可能會受地形影響產(chǎn)生誤差， 這種情況還是應(yīng)該采用嚴(yán)謹(jǐn)一點(diǎn)的辦法進(jìn)行定點(diǎn)。

4.2 管道3D影像法

檢測公司完成管道智能檢測后都會提供管 道 3 D 影 像 數(shù) 據(jù) ， 我 們 通 過 分 析 軟 件 可 以直觀的看到管道的3D立體影像， 例如管道走向， 彎頭， 閥室， 三通等都可以很直觀的看到， 使用和操作很簡單。 此方法是在掌握了基本定點(diǎn)原理， 以及上述的管線列表定點(diǎn)法后的輔助方法。

如圖 1 4， 缺陷點(diǎn)距上下游馬克點(diǎn)分別是390.963米和614.607米。 缺陷點(diǎn)位于3560號焊縫周邊。

如圖15， 我們通過該管道的3D影像明顯的看到了焊縫3560處的彎頭。 經(jīng)驗豐富、 對管道現(xiàn)場熟悉的管護(hù)工可以不進(jìn)行任何測量就直接找到位于山坡上的彎頭。 找到鏈接彎頭的3560號焊縫后， 結(jié)合圖14， 從焊縫朝上游準(zhǔn)確測量焊縫0.377米（9.13-8.753） 就是缺陷點(diǎn)。

5．結(jié)論

用科學(xué)的方法將智能檢測數(shù)據(jù)運(yùn)用到智能檢測缺陷點(diǎn)開挖驗證或缺陷修復(fù)定點(diǎn)現(xiàn)場， 不但提高了定點(diǎn)的準(zhǔn)確性、 有效的縮短了定點(diǎn)時間， 提高了工作效率， 節(jié)約了人工， 降低了相關(guān)費(fèi)用， 還增強(qiáng)了監(jiān)測數(shù)據(jù)在現(xiàn)場的可用性，為管道缺陷修復(fù)工作的順利開展奠定了良好的基礎(chǔ)。 有效延長管道的使用壽命、 為管道安全平穩(wěn)運(yùn)行保駕護(hù)航。

6. 結(jié)束語

筆者參與了梁平輸氣作業(yè)區(qū)屏石線、 屏忠線智能檢測缺陷開挖驗證工作， 配合參與了管道防腐補(bǔ)強(qiáng)這兩條管線的缺陷修復(fù)的現(xiàn)場工作， 總結(jié)收集了一些現(xiàn)場的相關(guān)經(jīng)驗。 后期通過參加西南油氣田公司和GE公司組織召開的智能檢測培訓(xùn)，通過輸氣處科研所、 管道科專家老師們的指導(dǎo)和幫助， 對一些定點(diǎn)工作經(jīng)驗方法進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。 本文展示了筆者對管道漏磁檢測數(shù)據(jù)在后期缺陷開挖定點(diǎn)工作中運(yùn)用的探討。 現(xiàn)特將自己一些淺薄的定點(diǎn)工作經(jīng)驗與讀者分享， 請大家多多指正幫扶。 ◢

參考文獻(xiàn)

[1]《屏忠線2008年漏磁檢測報告》 PII Pipeline Solutions，太原剛玉國際貿(mào)易公司．

[2]《瀘威線（鄧關(guān)至興隆） 漏磁檢測數(shù)據(jù)及Pipeline軟件》 PII Pipeline Solutions， 太原剛玉國際貿(mào)易公司．

《管道保護(hù)》 2012年第 3 期（總第 4 期）