油气管道环焊缝检测

相控阵超声检测（ PAUT ）技术在油气管道排查中的应用摘要：以中缅线云南油气管道排查实际情况为基础，分析阐述相控阵超声检测技术在长输油、气管道焊缝质量检测中的优势关键词：长输油气管道；焊缝；相控阵超声；无损检测1.引言石油天然气是大自然赐给我们的宝贵财富，是人类生存发展中不可或缺且不可再生的资源。

大到飞机汽车，小到家里做饭，都离不开石油天然气，国家为了合理利用石油天然气资源，在全国范围内建造了许多埋地管道用于输送这些资源，如著名的西气东输工程。

然而近年来石油天然气管道焊缝质量问题频发，如2017年贵州省晴隆县发生一起天然气管道爆炸造成8人死亡，35人受伤。

2018年6月10日，中石油天然气输气管道贵州晴隆县沙子镇三合村蒋坝营处发生燃爆，现场火光冲天，受伤人数24人。

石油管道虽无爆炸事件，但也出现过漏油渗油的情况，给国家带来的经济损失，给环境带来的污染也不容忽视。

其中原因，有自然原因造成的，如地震，山体滑坡等，但更多的也是在管道在建过程中对焊缝质量把控不严，施工方焊接水平的参差不齐，无损检测人员责任心不强，漏评的情况也时有发生，原底片的保管也很成问题，很多焊口的原片甚至都找不到了，这就对整条管线的安全评估造成了困难。

对于这种情况，国家下令中石油、中石化组织对存疑焊口进行开挖排查验证，由于在役管道中存在介质，常规射线检测（RT）已经无法满足检测要求。

相控阵技术作为一种对存在介质的管道焊缝独具优势的无损检测方法，开始被应用到在役管道开挖验证的检测方法中来。

本文以中缅线石油天然气管道开挖验证无损检测的实践情况为基础，介绍相控阵超声技术在油气管道焊缝检测中的具体应用情况。

1.相控阵超声技术介绍1.相控阵超声技术原理相控阵超声技术，简称PAUT，基本原理同常规超声波探伤（UT）的一致，也是基于脉冲反射法而来的，是通过电子系统控制换能器阵列中的各个阵元，按照一定的延迟时间规则发射和接收超声波，从而动态控制超声束在工件中的偏转和聚焦来实现材料的无损检测方法相控阵超声应用许多的单元换能器来产生和接收超声波波束。

中华人民共和国建设部公告第407号建设部关于发布国家标准《油气长输管道工程施工及验收规范》的公告现批准《油气长输管道工程施工及验收规范》为国家标准，编号为：GB 50369—2006，自2006年5月1日起实施。

其中，第4.1.1、4.2.1、10.1.4、1O.3.2、10.3.3(2、3、4)、 10.3.4、14.1.1、14.1.2、14.2.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。

本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国建设部前言本规范是根据建设部建标[2002]85号《关于印发“二00一年至二O0二年度工程建设国家标准制订、修订计划”的通知》文件的要求，由中国石油天然气集团公司组织中国石油天然气管道局编制完成的。

本规范共分19章和3个附录，主要内容包括：总则，术语，施工准备，材料、管道附件验收，交接桩及测量放线，施工作业带清理及施工便道修筑，材料、防腐管的运输及保管，管沟开挖，布管及现场坡口加工，管口组对、焊接及验收，管道防腐和保温工程，管道下沟及回填，管道穿(跨)越工程及同沟敷设，管道清管、测径及试压，输气管道干燥，管道连头，管道附属工程，健康、安全与环境，工程交工验收等方面的规定。

在本规范的制定过程中，规范编制组总结了多年油气管道施工的经验，借鉴了国内已有国家标准及行业标准和国外发达工业国家的相关标准，并以各种方式广泛征求了国内有关单位、专家的意见，反复修改，最后经审查定稿。

本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国石油天然气管道局负责具体技术内容解释。

本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，如发现需要修改或补充之处，请将意见和建议寄交中国石油天然气管道局质量安全环保部(地址：河北省廊坊市广阳道，邮编：065000)，以便今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位和主要起草人：主编单位：中国石油天然气管道局参编单位：中国石油集团工程技术研究院主要起草人：魏国昌陈兵剑郑玉刚王炜续理高泽涛马骅苏士峰陈连山钱明亮胡孝江姚士洪葛业武李建军隋永莉田永山杨燕徐梅李林田宝州1 总则1.O.1 为提高油、气长输管道工程施工水平，确保管道工程质量，降低工程成本，制定本规范。

油气长输管道近年来全球对石油天然气的需求大大的增加，在中国，西部的油气资源量非常丰富，而在东部则有很多的发展中的大城市，这些城市的发展离不开对能源的需求，但是由于东部能源的过度开采，已经渐渐不能满足城市的发展需要。

国家对这一现象做出了调控，在2000年2月国务院第一次会议批准启动“西气东输”工程，是拉开西部大开发序幕的标志性建设工程。

在油气的东输过程中，涉及到了很长的管线焊接工序，焊接工序是管线建设的重要环节,施工中管口焊接的时效性和安全可靠性均对在建管道的质量有着很大的影响。

一、油气长输管道的用途油、气长输线管是一种经济、安全、不间断和大规模的石油、天然气运输方式。

统称油气长输管线。

在油气的储运中，石油运输有公路运输和铁路运输，水运输和管道运输等四种。

水运是最经济的运输方式，但受地理条件限制，而公路运输亮小且造价昂贵，只能作为短途运输，的辅助手段;铁路运输成本高于管道运输，在管道未建成前，它往往是主要运输方式，运输量增大到一定程度，铁路运输不仅不经济，而且也将因运力有限成为不可能，输油管道的运输方向不受限制，与其他陆地运输方式相比，运输费用最低，所以成为主要的石油运输方式。

而且天然气密度小，体积大管道输送几乎成了唯一的方式。

从气田的井口开始，经矿场、集气、净化、长输线管，知道通过配气管网送到用户，形成一个统一的密闭输气系统，油气的储运管道输送方面除原油和天然气外，还有成品油管道和其他液体、气体的输送管道。

管道运输由于具有缓和交通、安全性好、降低噪音和空气污染，能耗低，不受天然气条件影响等优点，因而具有广阔的发展前景。

出输送液体和气体外、管道也以用于长距离输送一些固体物质，如水煤浆等。

美国《土木工程》杂志预计在21世纪，美国许多长途货运都会由管道承担。

二、油气长输线管的分类(1)按汽、油的生产、处理和使用环节，油气管道可分为：矿场集输管网，干线输油气管道，炼油厂和石化厂油气集输管网，各种运输纽、终点油库和配气站管道、，城市配气管网等。

油气管道无损检测技术管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进行检测,以便发现问题,采取措施。

一、管道元件的无损检测（一）管道用钢管的检测埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管。

对于无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向缺陷。

液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。

所有类型的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面缺陷。

对于焊接钢管，焊缝采用射线抽查或100 %检测，对于100 %检测，通常采用X射线实时成像检测技术。

（二）管道用螺栓件对于直径> 50 mm 的钢螺栓件需采用超声来检测螺栓杆内存在的冶金缺陷。

超声检测采用单晶直探头或双晶直探头的纵波检测方法。

二、管道施工过程中的无损检测（一）各种无损检测方法在焊管生产中的配置国外在生产中常规的主要无损检测配置如下图一中的A、B、C、E、F、G、H工序。

我国目前生产中的检测配置主要岗位如下图中的A、C、D、E、F、G、H工序。

图一大口径埋弧焊街钢管生产无损检测岗位配置（二）超声检测全自动超声检测技术目前在国外已被大量应用于长输管线的环焊缝检测，与传统手动超声检测和射线检测相比，其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。

全自动相控阵超声检测系统采用区域划分方法，将焊缝分成垂直方向上的若干个区，再由电子系统控制相控阵探头对其进行分区扫查，检测结果以双门带状图的形式显示，再辅以TOFD (衍射时差法)和B扫描功能，对焊缝内部存在的缺陷进行分析和判断。

全自动超声波现场检测时情况复杂，尤其是轨道位置安放的精确度、试块的校准效果、现场扫查温度等因素会对检测结果产生强烈的影响，因此对检测结果的评判需要对多方面情况进行综合考虑，收集各种信息，才能减少失误。

（三）射线检测射线检测一般使用X 射线周向曝光机或γ射线源，用管道内爬行器将射线源送入管道内部环焊缝的位置，从外部采用胶片一次曝光，但胶片处理和评价需要较长的时间，往往影响管道施工的进度，因此，近年来国内外均开发出专门用于管道环焊缝检测的X 射线实时成像检测设备。

浅谈数据精确定位在管道环焊缝排查中的重要性摘要：近年来，管道环焊缝排查成为管道企业每年开展的重要工作，原来的环焊缝排查定位工作主要由施工单位自行开展，由于数据单一、精度未知，定位的准确性较差，直接影响了环焊缝排查的整体效率。

本文结合兰州输油气分公司的实际情况，阐述了“先精确定位，再精准排查”的工作思路。

先精确定位是指先对已有的管道竣工数据、探测数据、内检测等数据进行对齐，形成基于焊缝维度的数据对齐大表，再利用焊缝坐标实现现场精准放样，最后形成包含环焊缝坐标、现场埋深、地形地貌、现场照片等信息的环焊缝定位成果表，再根据此表有针对性开展环焊缝排查的预算、计划、招投标等工作，提高了环焊缝排查的整体效率和质量。

展望未来，开发数据对齐系统提高数据对齐的工具化程度已迫在眉睫，对齐大表不仅对环焊缝排查有用，更是管道维修维护的基础，而数据对齐大表的准确性的根本在于基础数据源的准确性，谁掌握了完整而准确的基础数据，谁就掌握了管道的命脉。

关键词：环焊缝排查；数据对齐；精确定位1.引言近年来，管道环焊缝排查成为管道企业每年的重要工作，原来焊缝定位主要依据竣工资料或内检测进行定位[1]，由于数据来源单一，数据质量无法保证，焊缝定位的准确性不能保证，环焊缝排查的工期也会受到影响，直接影响了环焊缝排查的整体效率。

这种粗犷的定位方式显然不能满足精细化管理的要求，本文结合兰州输油气分公司的实际情况，提出了“先精确定位，再精准排查”的工作思路，提高了环焊缝排查的整体效率和质量。

2.环焊缝数据对齐2.1数据对齐种类《GB 32167-2015 油气输送管道完整性管理规范》不仅要求对数据进行采集，还要进行对齐[2]，最终建立基于焊缝粒度的管道全生命周期的多时相、多专业、高精度的一套完整性管理数据，依据时间和数据类型，数据对齐主要分为建设期与运营期数据对齐；运营期不同批次数据对齐；管道探测数据、内外检测及竣工资料等数据对齐三种类型。

兰州输油气分公司2019年共开展环焊缝排查511处，邀请第三方技术服务公司依据管道运行期复测数据、内外检测数据和竣工资料（管道施工记录、焊缝竣工测量成果表）等数据进行三个维度的数据对齐和相互验证，从而大大提高了焊缝定位精度。

油气管道环焊缝自动超声检测与射线检测方法对比薛岩;周广言;李佳;闫臣【摘要】Aiming to inquire into the issue of different results by AUT/RT testing for circumferential welding,a testing plan for AUT/RT was proposed by designing and manufacturing the calibration block with artificial defects of weld and by the combination of AUT/RT detection principle.The AUT/RT testing on artificial defects of weld was carried out according to the testing scheme and the detection rate of AUT/RT for circumferential welding was analyzed based on the test result.The test results showed that the AUT has very high detection ability for the incomplete fusion flaw by automatic welding,and for RT test for automatic welding bevels,the detection rate is highest when the X-ray direction is consistent with the incomplete fusion.The detection rate is reduced with angle increased and the detection will be prone to undetected error.%针对AUT(自动超声检测)与RT(射线检测)检测管道环焊缝结果不一致的问题，结合AUT与RT检测原理，制作了校准试块及含人工缺陷焊缝，制定了 AUT 与 RT 检测管道焊缝试验方案，根据试验方案对人工缺陷焊缝进行了对比检测，在此基础上分析 AUT与 RT对管道环焊缝缺陷的检出率。

石油天然气管道内智能检测装置研究进展张宏1张仕民1（1中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京 102249）摘要：当前在石油和天然气工业中，管道输送是效率最高的输送方式，但是管道一般都铺设安装在地下，这就给对管道的维护和检测工作带来了不便。

为了保证高压管道的正常运作，只能够实施非开挖管道内检测。

因此管道内智能检测装置已经成为必不可少的工具。

经过多年的研究发展，各种各样的检测技术应用于管道内检测。

各类型号的管道内智能检测装置层出不穷，其中主要包括金属漏磁类检测装置、涡电流类检测装置、超声波类检测装置、电磁声换能器类检测装置以及图像成型类检测装置等等。

本文总结近年来全球范围内各研究者在管道内智能检测装置方面的最新研究成果与进展。

关键词：管内检测装置传感器腐蚀裂纹管线探伤漏磁检测超声波检测电磁声换能器Development of In-line Inspection Devices within the Oil and Gas PipelinesZHANG Hong1 ZHANG Shimin1（1 Faculty of Mechanical and Electronic Engineering, China University of Petroleum (Beijing)，Beijing 102249）Abstract: Nowadays in the oil and gas industry, pipeline transportation is the most efficient manner, but pipelines generally are installed underground, which brought difficulties to the maintenance and testing work on the pipeline. In order to ensure the normal operation of high pressure piping, Trenchless pipeline internal inspection can only be implemented. So Intelligent detection devices have become essential tools in the pipeline. After years of research and development, a variety of detection techniques applied to the pipeline internal inspection. Lots of models of Intelligent detection device in the pipeline come, containing Magnetic Flux Leakage, Eddy current, Ultrasonic Testing, Electromagnetic Acoustic Transducer, Video and so on. This paper sums up the latest development on the in-line inspection devices all round the world.Key words: In-line inspection device Sensor Corrosion Crack Pipeline inspection Magnetic flux leakage Ultrasonic testing Electromagnetic acoustic transducer0 前言随着世界范围内石油、天然气行业的迅速发展，每年都会铺设大量新的管道，旧的运输管道服役时间不断增长，同时日益严格的环境要求以及政府对管道安全的监管要求，为了保证管道的正常运行，对管道的维护保养工作变得尤其重要。

管道对接焊缝相控阵超声检测1. 引言1.1 管道对接焊缝相控阵超声检测的意义管道对接焊缝相控阵超声检测是指利用超声波技术对管道焊缝进行无损检测的一种方法。

其意义在于能够及时准确地发现管道焊缝存在的裂纹、夹杂物、疲劳等缺陷，确保管道的安全运行。

管道在输送液体或气体时承受着巨大的压力和温度变化，焊缝是管道中最容易出现问题的部位之一。

通过对焊缝进行超声检测，可以有效预防管道的泄漏或爆炸事故，保障工业生产和人们的生命财产安全。

管道对接焊缝相控阵超声检测的意义不仅在于检测管道焊缝的质量，也在于提高工作效率、节省成本，并在工程建设领域中发挥着重要作用。

通过对管道对接焊缝相控阵超声检测的研究和应用，可以不断提升检测技术水平，提高管道设备的安全性和可靠性，推动工程技术的发展。

1.2 管道对接焊缝相控阵超声检测的发展历程20世纪80年代，相控阵超声技术开始应用于管道对接焊缝的检测。

通过多元素探头的设计和控制，相控阵超声技术可以实现多角度、多方向的检测，大大提高了检测效率和准确度。

随着数字化技术和计算机技术的发展，相控阵超声检测设备也得到了不断优化和升级，成为现代管道对接焊缝检测的主流技术之一。

经过多年的发展和实践，管道对接焊缝相控阵超声检测技术已经取得了显著的成果。

其检测速度快、精度高、可靠性强的优势，使其在石油、化工、船舶等领域得到了广泛应用。

未来，随着科技的不断进步和创新，相信管道对接焊缝相控阵超声检测技术将会迎来更加辉煌的发展。

1.3 管道对接焊缝相控阵超声检测的现状相控阵超声检测技术的应用范围不断扩大。

不仅可以应用于普通管道的焊缝检测，还可以应用于复杂形状的焊缝检测，如T型、Y型等焊缝。

检测设备不断更新换代，性能不断提升。

随着科技的进步，相控阵超声检测设备的分辨率、灵敏度和稳定性等方面得到了极大的提高，使得焊缝检测更加精准和可靠。

相控阵超声检测方法不断创新。

工程师们在实践中不断摸索和改进检测方法，使得对焊缝的检测更加快捷和全面。