管道内检测缺陷的开挖验证技术

管道内检测缺陷的开挖验证技术作者：田野 文章来源：管道技术与设备2015年第1期 发布时间：2015/03/31摘要: 文中概括了管道内检测开挖验证工作流程，提出目标环焊缝的确定原则和定位技巧，通过测量环焊缝与螺旋焊缝在12 点钟方向上的轴向距离快速确定其编号，有效提高定位精度和效率，降低开挖工作量。并给出了在现场勘测中实用性较强的两个数值，即螺旋焊缝时钟位置变化1 h 的轴向距离和环焊缝时钟位置变化1 h 的环向长度，利用这两个值可精确测量环焊缝与螺旋焊缝钟点。关键词: 管道内检测; 开挖验证; 环焊缝0 引言 长输油气管道管体缺陷会造成管道失效、管输产品泄漏。因此，相关规范规定必须定期对管道进行内检测，以发现管体缺陷并及时修复，避免管道失效。 管道检测器在管道内运行结束后，对检测数据进行分析、评价，出具检测报告，对所选取的缺陷的位置、类型、尺寸信息进行实地验证。 为了解决里程差的校正问题，一般每1 km 设置1个地面标记器进行辅助定位，这种方式极大地增加了内检测跟踪的工作量。同时，由于地形起伏等原因，有效的地面标记点与缺陷点之间也存在误差。 文中针对定位问题，提出了解决办法，为管道的安全运行提供有力保障。1 管道内检测开挖流程 根据缺陷数据表或者开挖单，在管道沿线找到参考桩，如果有磁标记，应找到参考桩附近的磁标记。以磁标记或参考桩为起点，利用GPS 定位仪( 如果地势较平坦且管线走向为直线，可以用卷尺) 测量腐蚀缺陷数据表中给出的间距，得到目标环焊缝位置，进行开挖。根据缺陷数据表给出的环焊缝与上、下游螺旋焊缝交点的时钟位置，判断开挖的环焊缝是否是目标环焊缝。对螺旋焊缝缺陷、内腐蚀缺陷等，采用超声波等检测手段检测开挖处是否存在缺陷。对缺陷进行修复后，做好防腐、回填工作。图1 为长输油气管道开挖验证流程。图1 长输油气管道开挖验证流程2 确定目标环焊缝2.1 目标环焊缝确定原则 对螺旋焊缝管来说，每个环焊缝与螺旋焊缝都有上下游2 个交点，并且2 个交点的时钟位置不同，以此来确定开挖点的环焊缝是否为目标环焊缝。 若缺陷修复列表中给出的参考焊缝均为缺陷的上游环焊缝，则当缺陷距离上游环焊缝较远时，考虑到开挖的经济性，此时可选择其下游环焊缝为参考环焊缝进行开挖，以降低开挖量。 由于存在内检测信号偏差或地面测量误差，经常发生开挖环焊缝并非目标环焊缝的误开挖情况，应重新确定目标环焊缝的位置。首先对比漏磁检测数据上其他环焊缝与螺旋焊缝交点的时钟位置，确认其编号。由于时钟位置存在误差，开挖环焊缝编号的确定较困难。此时还可以辅以其他方式，如根据相邻环焊缝的时钟位置、管长及管道上的其他特征，确认开挖环焊缝的编号。然后根据环焊缝绝对里程列表，得到开挖环焊缝与目标环焊缝的绝对里程，将两者相减即可得到开挖环焊缝与目标环焊缝的距离。根据此距离确定目标环焊缝位置后重新开挖。2.2 目标环焊缝定位技巧 利用GPS 定位仪得到目标环焊缝的初步位置后，可先行开挖出管线12 点钟方位部分，用卷尺、直尺等工具测量螺旋焊缝与环焊缝在12 点钟方向上的距离，通过查阅工程建设资料或者漏磁检测数据查看管线螺距，即可推算出该螺旋焊缝与环焊缝的交点。图2 为管线展开示意图。式中: d 为螺旋焊缝与环焊缝在12 点钟方向上的距离; l 为螺旋焊缝与环焊缝交点到环焊缝12 点钟的环向距离; L 为2 条螺旋焊缝间的距离; D 为管道直径。图2 管线展开示意图 用卷尺测出d 和L( 或者查阅工程建设资料) ，根据式(1) 可求得，螺旋焊缝与环焊缝的交点钟点为 螺旋焊缝时钟位置变化1 h 的轴向距离L1的计算公式为式中?为螺旋焊缝与管道轴向的夹角。 环焊缝时钟位置变化1 h 的环向长度Lc可通过式(3) 计算:式中d1为防腐层厚度，mm 如果连续多根管段螺旋焊缝与环焊缝交点时钟位置都比较接近，这时较难确认已开挖环焊缝的编号，此时需要依据其他参考桩进行地面测量，重新找点开挖，也可以通过附近其他开挖位置正确的点，推算出其与目标环焊缝的距离，进行地面测量找点，或者根据式(2) 和式(3) 精确计算交点位置来确定焊缝编号，重新开挖。3 应用实例 西气东输一线某段管道直径D 为1 016 mm，管节长度为12 m，螺旋焊缝间距L 为1.75 m。2011 年采用高清晰漏磁内检测器进行检测，由于检测器里程轮故障，缺陷数据里程与实际里程误差较大。按照检测数据开挖发现实际开挖点并没有目标环焊缝，继续沿上游拓展开挖点，在开挖点上游8 m 处发现一条环焊缝。由于螺旋焊缝与环焊缝交点位于管道下端，判断交点钟点需将作业坑继续挖深，且由于防腐层较厚，交点不清晰，无法准确判断环焊缝的编号。 为解决上述问题，根据式(1) 制作表1。表1 螺旋焊缝与环焊缝在12 点钟方向上的距离与钟点对应表 利用现场开挖点，通过测量得出上游螺旋焊缝与环焊缝在12 点钟方向上的距离为875 mm，下游螺旋焊缝与环焊缝在12 点钟方向上的距离为729 mm，对照表1 可知，环焊缝与上游螺旋焊缝交点时钟方向为6 点，即管道正下方，与下游螺旋焊缝交点时针方向为5 点，根据漏磁检测数据，进一步确定该环焊缝编号为17250，即为目标环焊缝。最后，去除防腐层，进行缺陷测量，证实了交点算法的正确性。4 结论 现场开挖验证表明，利用缺陷上游的参考环焊缝可以实现管道缺陷的准确定位。通过测量螺旋焊缝与环焊缝在12 点钟方向上的距离，可以方便快捷得到环焊缝与螺旋焊缝的交点时钟位置，减少开挖工作量。螺旋焊缝时钟位置变化1 h 的轴向距离与环焊缝时钟位置变化1 h的环向长度可以在现场特征较少、资料不充足的情况下精确确定螺旋焊缝与环焊缝交点时钟。