天然气长输管道裂纹的无损检测方法

天然气长输管道裂纹常见的有疲劳裂纹、氢致裂纹和应力腐蚀裂纹等等。这些裂纹大都沿着管道的纵向分布着，在管内天然气的压力作用之下，极容易快速的扩展，以造成管壁开裂。与腐蚀缺陷相对比，不同类型的裂纹需要用不同类型的检测方法，然而每种检测方法的适用范围有限，到目前为止，还没有一种普遍适用的天然气长输管道裂纹检测方法。

管道裂纹的无损检测技术是研制的一种高新技术，经过几十年的精心研究，天然气长输管道裂纹的无损检测技术不断地进步、逐渐地完善。目前，国外已经研究出多种管道腐蚀缺陷检测器。我国的石油天然气管道局在2001年启动了大口径油气长输管道腐蚀缺陷检测系统的研制项目，成功的研制出国内首套油气管道腐蚀缺陷高清晰度的检测器，成功打破了国外对我国技术的封锁，实现油气管道腐蚀检测技术国产化，对国内油气长输管道的发展起到一定的促进作用，同时也对我国参与国际竞争起到重要的推动作用。

但是，天然气长输管道的裂纹检测仍然是无损检测领域的一个技术难点，我国虽然掌握了管道腐蚀的检测技术，但在裂纹检测技术的研究方面还处在初步阶段，仍缺乏支撑裂纹检测器研制的合理方法和技术。所以，深入分析我国现有的研究工作基础，挖掘长输管道裂纹无损检测技术所研究的难点和重点，结合着我国天然气管道的施工特点和制造材质，深入探析有自主的知识产权的天然气管道裂纹的无损检测技术，并且研究裂纹缺陷的定量评价方法等，都具有深远的经济价值和战略意义。

超声波检测方法

这种方法是目前最受欢迎的裂纹检测方法之一，并且国外对于这类方法的研究有很多年的历史。但是天然气管道和石油管道的传输介质不相同，因为缺少合适的液体耦合条件，在石油管道的检测中有较好效果的超声波检测方法很难直接的运用到对天然气管道的检测中。为了解决这一难题，把超声波探头安装到充满耦合剂的轮胎里，让管壁的内表面与轮胎进行接触，这样在输气管道的检测中就不需要再额外的使用耦合剂了。但是，由于轮胎的尺寸太大，所以限制了它沿着管道的圆周方向所安装的数量，直接造成了安装检测探头数量少而导致检测器的严重漏检现象，而且检测器的清晰度也很低。

漏磁检测方法

这类检测方法在油气管道的检测中是最常用而且也是应用最早的一种方法，目前为止，已经有多种较为成熟的管道腐蚀缺陷漏磁检测器。但是由于管道表面裂纹形态各异并且形成机理较复杂，所以对于裂纹的检测及量化难度较大。根据漏磁检测的原理，只有当外加磁场方向最大限度地与被检测缺陷正交的时候，才能够激出最大的漏磁场。所以，可以分别的选择轴向和周向磁化方式来检测周向和轴向的裂纹。轴向磁化检测器对周向的裂纹以及管壁的腐蚀缺陷能够达到很好的检测效果，并且能够在一定的准确范围内实现对于这些缺陷的量化，但是对于轴向和其它类型的裂纹缺陷的检测方法研究还有待提高和深入。

裂纹缺陷定量化方法

对于裂纹的精确量化是天然气管道寿命评估和检修的基础。因为上述检测方法大都存在着信号量化和识别困难、分辨率低以及检测信号弱等问题，所以，在对检测方法的研究过程中，很多人把注意力更多地集中到对裂纹检测信号的量化解释和分析处理上。

目前，对于裂纹检测信号的定量化方法主要有神经网络法、小波分析法、频域分析法以及时域波形分析法等等。这些方法大豆针对特定的情况下对于单个裂纹的评估，较少的考虑相互关联的多个裂纹对与检测信号的影响，并且对于其它影响因素的研究也不多。所以，实际的检测数据和标准的裂纹理论的分析结果间存在着较大的偏差。即使计算工具和数学方法的不断进步与完善，为裂纹的大型仿真计算提供着重要的技术条件，但是因为实际裂纹的几何形状各不相同，干差万别，要想建立一套比较有效合理的裂纹信号定量化方法还是相当困难的。所以，要想实现对天然气长输管道裂纹的方向、位置、形状、尺寸和类型的精确评价，还需要进行大量的实验研究。