在役压力管道定量检评新技术及其应用

在役压力管道定量检评新技术及其应用
在役压力管道事故频发及其定量检评新技术的开发受到全国广泛关注与重视。但要实现管道快速定量检测，现有无损检测技术必须进行以下重大突破：
（1）突破超声方法不能对小直径薄壁管道进行检测的限制（盲区大、大曲率引起超声散射使灵敏度大为降低）。
（2）突破磁粉探伤只能检测表面缺陷的限制，方能替代现用常规射线方法检测的劳动强度大、效率低、周期长、成本高；对危险的面状缺陷检出率低；不能实现在用检测；不能提供缺陷高度的定量数据等缺点。要实现定量评判尚需掌握管系应力定量计算与“弱环”分析技术及编制修定“管道缺陷评定规程”。
中国石油化工集团公司科技开发中心针对上述问题下达“压力管道焊缝定量检评新技术试验研究”重点课题，由安徽华夏高科技开发有限责任公司、正立石化装备研究所及高桥石化分公司上海炼油厂，九江石化分公司共同进行技术攻关，经几年努力取得如下主要科研成果。
1、研制成功管道专用低频调制磁探仪，针对交流磁场的趋肤效应及直流磁场的磁粉颗粒不能膜动的特点而试制出直交流并用的管道专用DPM-1型低频调制磁探仪，通电后2秒钟即能检测管道整圈焊缝表面及内部缺陷，对Φ108mm以下管道可检测埋藏深度达5-8 mm的缺陷，使检测方便、快捷、直观。
2、研制成功小前沿瓦状线聚焦超声传感器，主要采用瓦状线聚焦方法克服薄壁管声束散射以提高检测灵敏度；采用小前沿使其一次波扫查到缺陷；使传感器具有窄回波脉冲以提高分辨率，始波占宽控制在2.5 mm内解决3.5 mm薄壁管缺陷准确定位；改进楔块设计及选材以减少杂波，保证传感器稳定性；采用新晶片材料以提高检测灵敏度，加大晶片背衬阻尼以增加聚焦效果提高分辨率等，使探头灵敏度提高20dB；不仅实现对小直径薄壁管检测、且定高准确度能达到±0.5 mm以内，实现工程应用中定高、定长、定位、定性的四定要求。
3、管系应力计算及“弱环”分析提供四大功能：a.为定量综合评判提供各类定量应力数据。 b.以高应力弱环部位为重点抽查对象，使抽查科学合理。c.提供管线合理布置建议。d.为管道失效分析提供依据。
4、修订“在役压力管道缺陷评定规程CPDA-2001”
在我们原编制的CPDA-96基础上进行带缺陷管道爆破与应力测试并结合新研究成果与工程试用经验，共补充了四章内容：其中包括管道高应变区（三通、四通部位）定量评定方法；疲劳寿命定量计算方法；应力腐蚀定量评定方法，腐蚀疲劳定量评定方法；考虑各类几何缺陷及壁厚减薄量等因素的综合评定方法等，以满足现场确保安全实际评定需要，是国内外资料所没有的。
5、石化厂40项工程应用
应用本课题各项科研成果及完整的硬、软件配套新技术先后对九江石化总厂、广州石化总厂、岳阳石化总厂、茂名石化公司、上海炼油厂、云南天然气化工厂、上海石化总厂、南京扬子石化公司武汉石化胜利油田石化总厂、合肥热力管线、合肥煤气管线等40项工程进行了全面现场应用并获得成功，受到用户广泛欢迎与好评。
如广州石化总厂用户证明认为：该在役管线定量检评成套新技术具有快速、准确、可靠、科学等优点，较常规方法不仅提高面状缺陷的检出率，还大大减少缺陷返修和复检工作量，为工厂带来很好的经济效益，初步估算节省费用带来效益约500万元。
云天化股份有限公司出具证明认为：“证明这套硬、软件相结合的成套定量检评新技术科学合理，经济适用，为企业创造明显的社会效益及经济效益”。
九江石化总厂出具证明认为：“可在在用状态下检评，大大减少因停工带来的经济损失，初步估算可带来直接和间接经济效益在500万元以上”等等。
此外该成套新技术还一改老方法抽查部位决定的随意性，新方法对“弱环”进行抽查确保管线安全运转；老方法检测必需停产，新方法可实现在用检测；老方法不能定高检测，更不能定量评定引起极大浪费，新方法定量检评在保证安全运转前提下可大大节省返修及复检工作量，创造明显的经济效益等。
中国石油化工集团公司科技中心主持的技术鉴定会于2002年4月28-29日在九江石化分公司举行，鉴定委员一致认为：“课题组研制的便携式DPM-1型低频调制磁探仪，通电后2秒钟即能检测整圈焊缝缺陷，对Φ89mm以下管道可检测埋藏深度达6-8 mm”；“课题组研制的系列小前沿瓦状线聚焦探头实现了定量检测”，“形成了一套管道焊缝定量检评新技术”。
并认为“该管道焊缝定量检评新技术填补了国内空白，整体上处于国内领先，达到国际先进水平”。“建议在石化及其他行业组织推广应用”。