賈會(huì)英 楊寒

中油管道檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司

摘要：基于管道變形檢測(cè)和管道漏磁檢測(cè)多元數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)管道盜油孔進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。通過分析不同類型模擬小開孔漏磁檢測(cè)牽拉試驗(yàn)信號(hào)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)盜油孔漏磁檢測(cè)信號(hào)，將盜油孔與常規(guī)小開孔、貼近管壁的金屬、非規(guī)則金屬損失、補(bǔ)焊點(diǎn)等相似特征信號(hào)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)要素進(jìn)行提取分析，提出了只基于管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)盜油孔的判識(shí)方法。通過現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證了判識(shí)方法的準(zhǔn)確性，為管道排除安全風(fēng)險(xiǎn)隱患提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道；漏磁內(nèi)檢測(cè)；盜油孔；判識(shí)方法

2006年至2015年，中石油所轄5家地區(qū)公司油氣長(zhǎng)輸管道共發(fā)生134起泄漏事件，其中打孔盜油是最主要的失效因素，占比高達(dá)50%。近年來這一比例雖然不斷降低，但盜油孔依然是危害我國(guó)管道安全運(yùn)行的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。實(shí)際工程應(yīng)用中，通過定期開展管道智能檢測(cè)，是排查盜油孔的有效技術(shù)手段。

1  傳統(tǒng)判識(shí)方法

管道智能檢測(cè)主要包含變形檢測(cè)和漏磁檢測(cè)。傳統(tǒng)判識(shí)方法將變形檢測(cè)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的特殊小開孔信號(hào)與漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)中存在的疑似小開孔信號(hào)進(jìn)行綜合對(duì)比分析，再結(jié)合盜油孔特性，可精準(zhǔn)判斷管道上的盜油孔。大量實(shí)際工程開挖驗(yàn)證表明這種判識(shí)方法可信度達(dá)到85%以上。

2  基于管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)的判識(shí)方法

在巴基斯坦某管道智能內(nèi)檢測(cè)項(xiàng)目中，因管道所處地勢(shì)平坦，不易造成幾何變形，為節(jié)省檢測(cè)成本，管道業(yè)主僅選擇漏磁檢測(cè)。但管道途經(jīng)地區(qū)盜油猖獗，需要僅依據(jù)管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)判識(shí)管道上存在的盜油孔。

漏磁檢測(cè)信號(hào)中，小開孔與貼近管壁的金屬、非規(guī)則的金屬損失、補(bǔ)焊點(diǎn)等特征信號(hào)非常相似，需要將這些特征作為研究對(duì)象深入分析。常規(guī)小開孔均位于收發(fā)球筒或中間閥室，依靠漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)可進(jìn)行準(zhǔn)確判定。通過分析牽拉試驗(yàn)及在役管道的盜油孔分布規(guī)律等，總結(jié)出與盜油孔信號(hào)極易混淆的特征物特點(diǎn)，建立基于管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)判識(shí)盜油孔的方法。

2.1  牽拉試驗(yàn)

在管徑為457 mm，壁厚為7.1 mm的牽拉管段上預(yù)制了不同尺寸的焊接鋼管（表 1、圖 1）及人工通孔和補(bǔ)�。ū� 2），全面模擬與現(xiàn)場(chǎng)盜油孔信號(hào)相似的管道特征物。這四種管道特征物分別為：通孔（未焊接鋼管）、 焊接鋼管（只焊接鋼管、未打孔）、小開孔（打通孔后焊接鋼管）、補(bǔ)丁。

表 1 預(yù)制焊接鋼管測(cè)量結(jié)果

圖 1 牽拉試驗(yàn)管段預(yù)制特征物布局圖及實(shí)例

表 2 預(yù)制通孔及補(bǔ)丁測(cè)量結(jié)果

 

通過分析判識(shí)這四種管道特征物的信號(hào)，提取信號(hào)關(guān)鍵數(shù)據(jù)要素，全面提升盜油孔判識(shí)的準(zhǔn)確性。

（1）通孔。其漏磁檢測(cè)信號(hào)與內(nèi)部金屬損失信號(hào)一致，信號(hào)形態(tài)尖銳。主通道軸向信號(hào)表現(xiàn)為1個(gè)波峰（帶2個(gè)小波谷），軸向分量峰谷值較大，IDOD通道信號(hào)特征為典型金屬損失信號(hào)。這為分析管道上是否存在針孔類泄漏點(diǎn)提供了相關(guān)參考依據(jù)。

（2）焊接鋼管。其漏磁檢測(cè)信號(hào)與金屬增加信號(hào)一致，主通道軸向信號(hào)表現(xiàn)為1個(gè)波谷（帶2個(gè)小波峰），彩色圖中可呈現(xiàn)明顯的“孔型”金屬增加信號(hào)，由于存在焊接操作，IDOD通道也檢測(cè)到“孔型”金屬增加信號(hào)。

（3）小開孔。其漏磁檢測(cè)主通道軸向信號(hào)與通孔信號(hào)不一致。焊接鋼管為金屬增加，通孔為金屬減少，由于交互作用，使主通道軸向信號(hào)呈現(xiàn) “W”型信號(hào)特征，信號(hào)的長(zhǎng)度和寬度尺寸相同。IDOD通道信號(hào)為明顯的波峰和波谷信號(hào)特征。

（4）補(bǔ)丁。其漏磁信號(hào)表現(xiàn)與焊接鋼管的漏磁檢測(cè)信號(hào)非常接近。補(bǔ)丁在焊接后表面不平整，漏磁檢測(cè)主通道軸向信號(hào)波谷存在基值不均勻現(xiàn)象， 由于焊接操作，IDOD通道信號(hào)存在擾動(dòng)。

2.2  工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)盜油孔周向分布

實(shí)際工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管道盜油孔周向位置普遍處于管道頂部09:00～00:30時(shí)鐘方向（圖 2）。在依據(jù)實(shí)際管道檢測(cè)數(shù)據(jù)分析盜油孔時(shí)，需要重點(diǎn)對(duì)8:00~4:00（順時(shí)針）即管道頂部的疑似小開孔信號(hào)進(jìn)行篩查，能最大限度排查管道盜油孔。

圖 2 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管道盜油孔周向分布圖

2.3  盜油孔IDOD通道信號(hào)研究

根據(jù)對(duì)漏磁檢測(cè)牽拉試驗(yàn)中小開孔和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)漏磁檢測(cè)盜油孔的IDOD通道信號(hào)的研究，小開孔的IDOD 通道信號(hào)清晰明顯。在排查相關(guān)疑似信號(hào)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)分析IDOD通道信號(hào)表現(xiàn)明顯的疑似信號(hào)。某管道盜油孔漏磁檢測(cè)信號(hào)（圖 3）的IDOD通道信號(hào)清晰，形態(tài)明顯。

圖 3 某管道盜油孔漏磁檢測(cè)信號(hào)

2.4  盜油孔判識(shí)方法

考慮到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)可能存在的各種盜油孔情況，通過人工預(yù)制的各種口徑、各種類型小開孔及補(bǔ)丁牽拉試驗(yàn)，以及實(shí)際管道檢測(cè)項(xiàng)目中盜油孔漏磁檢測(cè)信號(hào)特征的分析及對(duì)信號(hào)特征的進(jìn)一步細(xì)化，提高數(shù)據(jù)分析人員信號(hào)特征辨識(shí)能力，縮小了疑似盜油孔的篩查范圍，使盜油孔的判識(shí)準(zhǔn)確度和吻合度大大提升，使數(shù)據(jù)分析人員在僅有漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)的情況下準(zhǔn)確識(shí)別盜油孔。疑似盜油孔判識(shí)方法如下。

（1）確定初步小開孔排查數(shù)據(jù)列表。分析篩選管道上存在的小開孔、貼近管壁的金屬、較深金屬損失、補(bǔ)焊點(diǎn)、未知物等信號(hào)。

（2）依據(jù)初步小開孔排查數(shù)據(jù)列表，將管道上的常規(guī)小開孔和疑似小開孔進(jìn)行分類。常規(guī)小開孔，均位于收發(fā)球站及中間閥室，或位于管道業(yè)主已知的維修改造位置，周向位置明確，判識(shí)準(zhǔn)確性高；除常規(guī)小開孔外，均分類為疑似小開孔。

（3）對(duì)疑似小開孔信號(hào)進(jìn)行分級(jí)。依據(jù)主通道信號(hào)是否具有“W”型且IDOD信號(hào)波峰波谷是否明顯作為分級(jí)依據(jù)。

（4）確定盜油孔重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)。將已分級(jí)的疑似小開孔進(jìn)行信號(hào)長(zhǎng)寬尺寸相等及周向位置判定，排除尺寸參數(shù)及周向位置不符合的信號(hào)，最終確定出盜油孔的重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)。

（5）依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)踏勘信息，結(jié)合地理信息，對(duì)盜油孔進(jìn)行開挖優(yōu)先級(jí)排序。將盜油孔列表提交管道業(yè)主進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證。

3  應(yīng)用實(shí)例

中油管道檢測(cè)技術(shù)有限責(zé)任公司執(zhí)行巴基斯坦某管道公司智能內(nèi)檢測(cè)項(xiàng)目時(shí)，依據(jù)管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)管道腐蝕嚴(yán)重，且存在大量維修補(bǔ)丁、貼近管壁的金屬和疑似小開孔等信號(hào)。數(shù)據(jù)分析人員采用盜油孔判識(shí)方法，在3段管道上共發(fā)現(xiàn)8處疑似盜油孔和15處維修補(bǔ)丁，經(jīng)提交管道業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)開挖驗(yàn)證確認(rèn)：8處疑似盜油孔中有7處為盜油孔，其中4處為在用盜油孔，1處為廢棄盜油孔和2處打孔未遂盜油孔；另外1處為內(nèi)部非規(guī)則金屬損失，盜油孔的判識(shí)可信度達(dá)到87.5%。15處維修補(bǔ)丁全部為維修補(bǔ)丁，可信度達(dá)到100%。

4  結(jié)語

基于管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)的盜油孔判識(shí)方法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析人員在僅有漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)情況下判識(shí)盜油孔和維修補(bǔ)丁的目的，其可信度和準(zhǔn)確性較高。在實(shí)際工程應(yīng)用中，還需要結(jié)合不同國(guó)家或地區(qū)的盜油孔形式和特點(diǎn)進(jìn)行判識(shí)。對(duì)于兩輪或多次智能檢測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析，將具有小開孔信號(hào)特征的新增小開孔在第一時(shí)間報(bào)告給管道運(yùn)營(yíng)公司排查。 

作者簡(jiǎn)介：賈會(huì)英，1974年生，高級(jí)工程師，畢業(yè)于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道智能檢測(cè)數(shù)據(jù)分析技術(shù)研究及工程應(yīng)用工作。聯(lián)系方式:13831689896，jia_ huiying@cnpc.com.cn。