Page 50 - 无损检测2022年第七期
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何腾蛟,等:
埋地天然气管道安全状态检测评价技术分析
常运行管段的磁场变化平缓, 梯度分量数值较小, 数
ΔG M
F = ex p -A G M ( 10 ) 值范围均在 1300nT · m -1 以内, 而磁异常管段由于
为管道沿线相对于全管 局部应力的相对集中, 管道周围磁场发生突变, 梯度
式中: A 为修正系数; ΔG M
为全管道 变化剧烈, 且应力 集 中 程 度 越 大, 梯 度 模 量 G M 越
道磁场梯度模量平均值的变化幅值; G M
磁场梯度模量的平均值。 大, 对应的 F 值越小。进一步分析发现, 在磁异常
y
管道磁异常等级分为 3 个等级, 其中 Ⅰ 级为高 管段的磁信号三分量中, 方向的磁场梯度变化程
风险, Ⅱ 级为中等风险, Ⅲ 级为低风险。管道磁异常 度最剧烈, 而x 或z 方向的磁场变化相较 y 方向的
等级划分如表 2 所示。 程度弱。基于埋地天然气管道的设计与运行参数,
表 2 管道磁异常等级划分 最终得到了磁异常管段里程位置、 磁场梯度、 F 值、
磁异常等级以及损伤类型等结果( 见表 3 )。
磁异常等级 F 值 应力状态
Ⅰ 0<F ≤0.2 高应力风险 表 3 磁异常管段检测信息
Ⅱ 0.2<F ≤0.6 中等应力风险 管段异常 检测 磁场梯度模 磁异常
F 值 备注
Ⅲ 0.6<F ≤1.0 低应力风险 编号 里程 / m 量 /( nT · m -1 ) 等级
# 应力集中
1 45~47 3395 0.67 Ⅲ
2 现场工程应用 2 # 79~80 7220 0.32 Ⅱ 应力集中, 环焊缝
# 应力集中, 环焊缝
3 233~236 3447 0.64 Ⅲ
2.1 管线概况
选取中缅天然气管道某高后果区管段开展检测 2.3 综合安全状态评价
评价, 检测里程为400m 。管道材料为 X80 钢, 规格 通过实地勘察目标管道沿线地形地势与人口分
#
布情况来分析确定风险隐患和失效后果。 1 磁异常
( 直径 × 壁厚) 为 1016mm×18.2mm , 设计压力为
管段沿长斜坡敷设, 斜坡设置有排水渠和挡土墙, 能
10MPa , 防腐层类型为3PE ( 3 层结构聚烯烃涂层),
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输送介质为天然气。 够有效避免水土流失; 2 磁异常管段附近有 1 处“ 中
2.2 非接触磁应力检测结果 等” 地质灾害点, 管道应力和安全状态不明确, 但丰水
采用自主研制的非接触式磁应力检测装置对埋 期雨量过大时易导致山体滑坡, 给埋地天然气管道带
地天然气管道进行检测, 获取管道上方一定距离处 来较大的外部荷载而引发管道变形、 断裂, 故安全状
#
、 。 态为高风险; 3 磁异常管段位于人口密集型高后果
沿z 方向 B x B y 和 B z 的梯度以及梯度模量 G M
在检测过程中, 针对目标管道沿线的标示桩、 金属干 区, 高后果区等级为Ⅲ级, 通过非接触磁应力检测分
#
扰物等进行了详细记录, 检测结果如图 4 所示。检 析结果可知, 3 磁异常管段的应力集中水平较低, 失
测发现了 3 处磁异常管段。根据检测结果, 2 磁异 效可能性较低, 但由于人口分布密集, 失效后果严重,
#
因此, 评估安全状态为中等风险。目标管道沿线综合
-1 , 远远超过
常管段的磁场梯度值超过 7000nT · m
-1 , 存在显著的应力集 安全状态分布如图5所示, 其中, 蓝色代表正常运行,
检测管道的均值 1190nT · m
中现象。经计算, 该处管段的磁异常综合指数 F 值 绿色代表低风险, 黄色代表中风险, 红色代表高风险。
为 0.32 , 对应的磁异常等级为 Ⅱ 级。基于被测磁信
号的分布特征, 可以判断相对严重的应力集中区域
主要位于环焊缝部位。
由图 4 可知, 除标示桩等外部金属干扰物外, 正
图 5 目标管道沿线综合安全状态分布
3 开挖验证
3.1 外观检查
根据综合安全状态评价结果, 并结合现场开挖
图 4 目标管道非接触磁应力检测图谱
条件, 选择 2 磁异常管段进行开挖验证。 开挖现场
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2022 年 第 44 卷 第 7 期
无损检测
