山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法技术

本发明专利技术公开了一种山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，包括以下步骤：S1：收集山地输气管道的历史检测资料，根据所述历史检测资料筛选出历史存在腐蚀缺陷的长管道，收集所述长管道的运行资料，所述长管道的运行资料包括管道的输送介质成分、长度、沿线高程及内径；S2：判断所述长管道的积液段，结合所述长管道的地质灾害风险段评级结果、高后果区评级结果，确定所述长管道的腐蚀相对集中管段；S3：针对所述腐蚀相对集中管段，通过非接触式磁记忆检测，确定腐蚀缺陷位置、计算腐蚀深度和评估风险状态。本发明专利技术能同时检测管道宏观及内部微观缺陷，并能对缺陷主要分布范围进行定向检测，检测过程稳定高效。

【技术实现步骤摘要】
山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法
本专利技术涉及无损检测
，特别涉及一种山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法。
技术介绍
为了保障输气管道安全有效的运行，必须对输气管道进行定期检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输输气管道内检测领域普遍应用的检测技术，该技术主要利用管道漏磁内检测装置，利用压差在管道内部通行，沿管道沿线检测并记录漏磁场数据，由附属装置里程计同步漏磁和里程数据，然后通过数据分析系统对漏磁数据进行可视化处理，判断局部缺陷所处的位置及相关参数，如缺陷面积、腐蚀深度和方位等信息。其主要存在以下缺点：1、由于管道漏磁内检测装置的管径、弯头曲率半径、流速、运行工况和收发球装置等的限制，难以对山地输气管道进行有效的检测，容易发生堵管等问题，检测风险大。2、仅能检测宏观缺陷，针对内部微观缺陷的检测效率偏低，如内部微裂纹，并且该技术无法对缺陷的应力状态和危险程度进行判断。3、无法提前预知腐蚀缺陷的主要分布范围，实现精准检测。必须对两个收发球装置之间的管道进行全线检测后才能进行判断，不仅降低了检测效率同时增加了检测成本。4、在管内流速过高的情况下，漏磁检测器的里程计量滚轮与管道内壁之间摩擦减小，滚轮容易发生打滑现象，造成里程的累积误差，使得检测数据与实际里程不匹配，给缺陷的回找带来了困难。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种不受山地起伏因素影响，能同时检测管道宏观及内部微观缺陷，并能对缺陷主要分布范围进行定向检测，检测过程稳定高效的山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法。本专利技术的技术方案如下：一种山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，包括以下步骤：S1：收集山地输气管道的历史检测资料，根据所述历史检测资料筛选出历史存在腐蚀缺陷的长管道，收集所述长管道的运行资料，所述长管道的运行资料包括管道的输送介质成分、长度、沿线高程及内径；S2：判断所述长管道的积液段，结合所述长管道的地质灾害风险段评级结果、高后果区评级结果，确定所述长管道的腐蚀相对集中管段；S3：针对所述腐蚀相对集中管段，通过非接触式磁记忆检测，确定腐蚀缺陷位置、计算腐蚀深度和评估风险状态。作为优选，步骤S2中，所述长管道的积液段通过以下步骤进行判断：S21：利用油气组分生成软件，根据长管道的输送介质成分建立流体模型，生成流体数据包，并将所述流体数据包导入多相流模拟软件中；S22：在所述多相流模拟软件中建立管道几何模型，具体为：在所述多相流模拟软件的工作平面添加质量节点、流道、压力节点，然后按照质量节点、流道、压力节点的顺序连接形成通路，完成管道几何模型的建立；S23：设置所述管道几何模型的物理参数，计算管道沿线的实际倾角；S24：设置所述管道几何模型的求解条件，模拟求解，计算得到液体密度、气体密度、表观气速；S25：根据所述液体密度、气体密度、表观气速，计算管道发生积液的临界倾角；S26：根据所述实际倾角与所述临界倾角的值，判断所述长管道的积液段。作为优选，步骤S23中，所述物理参数包括管道总长度、沿线高程、管道分段、管道内径、管壁粗糙度，所述长管道分为多个管段，每个管段管道沿线的实际倾角根据下式进行计算：式中：θ1为管段沿线的实际倾角，°；an、an+1分别为管段起点和终点的里程，m；bn、bn+1分别为管段起点和终点的高程，m；n为大于0的自然数。作为优选，步骤S24中，所述求解条件包括在管道起点输送介质的质量流量、温度及压力；管道终点输送介质的温度及压力。作为优选，步骤S25中，所述临界倾角根据下式进行计算：式中：θ2为管道发生积液的临界倾角，°；ρr为液体密度，g/cm3；ρg为气体密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；did为内径，m；Vg为表观气速，m/s。作为优选，步骤S26中，当所述实际倾角大于所述临界倾角的1.4倍时，所述实际倾角对应的管段即为积液段。作为优选，步骤S2中，所述地质灾害风险段评级结果需大于等于中等，所述高后果区评级结果需大于等于Ⅱ级。作为优选，步骤S3中，非接触式磁记忆检测包括以下步骤：S31：利用管线定位仪的管道测绘系统探测管段路径，并在地面沿管道轴向绘制标记；利用实时动态测量系统，记录弯头、三通、标志桩或标志牌、警示桩、测试桩的GPS坐标信息；每隔1～10m对管道走向和埋深进行一次检测，每隔10～50m记录一次检测距离；S32：通过非接触式扫描磁力计对管道磁场进行检测；检测高度保持在1～1.5m范围内，检测速度小于0.25m/s；检测过程中出现腐蚀缺陷特征信号时，暂停检测，排查周围是否存在铁磁干扰影响，对不存在铁磁干扰影响的管段，记录其出现腐蚀缺陷特征信号的里程坐标、参照物并拍照记录，插上标示桩，然后继续检测，直至所述腐蚀相对集中管段检测完毕。作为优选，步骤S3中，所述腐蚀深度根据下式进行计算：式中：d为腐蚀深度，m；a、b为常数；B为磁感应强度模量，nT；为磁感应强度模量均值，nT；μ0为真空磁导率；h为管道埋深，m。作为优选，步骤S3中，所述风险状态根据缺陷损伤指标值进行评估，所述缺陷损伤指标值根据下式进行计算：式中：Fd为缺陷损伤指标，无量纲；A为腐蚀缺陷引起的磁异常区域内磁场梯度y分量波动的次数；e为自然常数；α为修正系数；GM为磁场梯度模量，nT/m；S为腐蚀缺陷引起的磁异常区域长度，m；ΔBx、ΔBy、ΔBz分别为x，y，z分量上磁场强度的差值，nT；l为磁力计的长度，m；所述缺陷损伤指标对应的风险等级如下：当0＜Fd≤0.2时，对应的缺陷应力等级为Ⅰ级，应力风险状态为高风险；当0.2＜Fd≤0.6时，对应的缺陷应力等级为Ⅱ级，应力风险状态为中等风险；当0.6＜Fd＜1.0时，对应的缺陷应力等级为Ⅲ级，应力风险状态为低风险。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、适用范围广。本专利技术为外检测技术，对埋地管道进行地面检测，不受管道弯头、管内介质流速、运行工况等影响，对普通管道及山地管道均可以进行有效检测。2、区域化检测。本专利技术采用外检测，可以自由选择检测段；首先通过模拟计算得到管道中的积液段，确定腐蚀缺陷的主要分布范围，再对所选择的积液段定点检测，大大提高了检测效率，降低了检测成本。3、定量化评价。在管道存在缺陷的位置会出现应力集中现象，利用缺陷损伤指标，可以对缺陷部位的应力状态进行判断，从而判断缺陷的危险程度。4、数据准确化。本专利技术利用管线定位仪的管道测绘系统探测管段路径，并在地面沿管道轴向绘制标记，沿程记录里程及GPS坐标，不受管道内部因素影响，使得检测数据与实际里程高度匹配。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：收集山地输气管道的历史检测资料，根据所述历史检测资料筛选出历史存在腐蚀缺陷的长管道，收集所述长管道的运行资料，所述长管道的运行资料包括管道的输送介质成分、长度、沿线高程及内径；/nS2：判断所述长管道的积液段，结合所述长管道的地质灾害风险段评级结果、高后果区评级结果，确定所述长管道的腐蚀相对集中管段；/nS3：针对所述腐蚀相对集中管段，通过非接触式磁记忆检测，确定腐蚀缺陷位置、计算腐蚀深度和评估风险状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：收集山地输气管道的历史检测资料，根据所述历史检测资料筛选出历史存在腐蚀缺陷的长管道，收集所述长管道的运行资料，所述长管道的运行资料包括管道的输送介质成分、长度、沿线高程及内径；
S2：判断所述长管道的积液段，结合所述长管道的地质灾害风险段评级结果、高后果区评级结果，确定所述长管道的腐蚀相对集中管段；
S3：针对所述腐蚀相对集中管段，通过非接触式磁记忆检测，确定腐蚀缺陷位置、计算腐蚀深度和评估风险状态。


2.根据权利要求1所述的山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，其特征在于，步骤S2中，所述长管道的积液段通过以下步骤进行判断：
S21：利用油气组分生成软件，根据长管道的输送介质成分建立流体模型，生成流体数据包，并将所述流体数据包导入多相流模拟软件中；
S22：在所述多相流模拟软件中建立管道几何模型；
S23：设置所述管道几何模型的物理参数，计算管道沿线的实际倾角；
S24：设置所述管道几何模型的求解条件，模拟求解，计算得到液体密度、气体密度、表观气速；
S25：根据所述液体密度、气体密度、表观气速，计算管道发生积液的临界倾角；
S26：根据所述实际倾角与所述临界倾角的值，判断所述长管道的积液段。


3.根据权利要求2所述的山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，其特征在于，步骤S23中，所述物理参数包括管道总长度、沿线高程、管道分段、管道内径、管壁粗糙度，所述长管道分为多个管段，每个管段管道沿线的实际倾角根据下式进行计算：



式中：θ1为管段沿线的实际倾角，°；an、an+1分别为管段起点和终点的里程，m；bn、bn+1分别为管段起点和终点的高程，m；n为大于0的自然数。


4.根据权利要求2所述的山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，其特征在于，步骤S24中，所述求解条件包括在管道起点输送介质的质量流量、温度及压力；管道终点输送介质的温度及压力。


5.根据权利要求2所述的山地输气管道内腐蚀缺陷检测与评价方法，其特征在于，步骤S25中，所述临界倾角根据下式进行计算：



式中：θ2为管道发生积液的临界倾角，°；ρr为液体密度，g/cm3；ρg为气体密度，g/cm3；g为重力加速度，m/s2；did为内径，m；Vg为表观气速，m/s。


6.根据权利要求2所述的山地输...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国玺，唐鉴，廖柯熹，朱洪东，何腾蛟，段旭东，李博阳，陈哲，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51