CN103076391A

CN103076391A - 金属管道局部腐蚀的定量检测方法

Info

Publication number: CN103076391A
Application number: CN2011102014359A
Authority: CN
Inventors: 顾素兰; 何磊; 李达
Original assignee: Shanghai Baosteel Industry Inspection Corp
Current assignee: Shanghai Baosteel Industry Inspection Corp
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明涉及金属管道腐蚀检测，尤其涉及一种金属管道局部腐蚀的检测方法。一种金属管道局部腐蚀的定量检测方法，它包括下列步骤：步骤一，利用超声导波对管道进行快速腐蚀检测，对疑似局部腐蚀的部位进行标注；步骤二，利用超声C扫描对管道疑似局部腐蚀进行定量检测；步骤三，结合步骤一和二检测结果，用概率统计方法推算最大局部腐蚀深度：X=α[ln（ln（1/F（x）））]+λ；其中X：腐蚀孔的深度；F（X）：腐蚀孔深度小于等于X的概率；α：统计参数（尺寸参数）；λ：统计参数（位置参数）。本发明是对金属管道局部腐蚀的有效检测和定量（实测+统计），从而对管道腐蚀的监测及管道腐蚀剩余寿命的评估提供可靠的依据。

Description

金属管道局部腐蚀的定量检测方法

技术领域

本发明涉及金属管道腐蚀检测，尤其涉及一种金属管道局部腐蚀的检测方法。

背景技术

管道作为一种能源输送的设备，被广泛应用于工农业生产和人民生活中。具不完全统计，目前全世界运行的管道约有200余万公里，随着管道使用年限的增加，因管体腐蚀和其他原因导致的管道不安全因素也随之增加，1965～1975年期间，美国输气管线由于腐蚀造成的事故占管线总事故次数的38%，西欧约占总事故次数的36%。

一般认为管线投产15～20年,就将进入高发期，需要对管道进行维修或抢修(repair)、修复(renovation)、局部更换(replacement) （简称为3R）。根据美国运输部1986年公布的数字，现在每年大约要修复8000～19300公里的管道，1986年美国管道总投资费用为35.86亿美元，其中用于3R 的费用为22.98亿美元，占总投资额的64.1％。长期以来，我国管道也存在各种腐蚀的问题，由腐蚀引起的管道泄漏事故时有发生。通常管道输送一定压力、有毒、易燃、易爆介质，一旦发生泄漏往往会产生火灾或中毒，导致灾难性事故，使企业的生产和人民的生命财产蒙受巨大损失。为了杜绝此类事故的发生，加强管道腐蚀的检测，势在必行。

管道局部腐蚀检测面临的问题：

（1）管道局部腐蚀常规检测方法的局限性

目前，管道的腐蚀检测，通常使用超声波测厚仪，超声波测厚仪最适用于壁厚均匀减薄的结构。这类仪器接收工件底面反射的脉冲信号具有一个可被仪器识别的下限值，对平面均匀腐蚀区域和≥φ3mm的点蚀（局部腐蚀）区域有良好的检测效果，对小于φ3mm的点蚀（局部腐蚀）区域其界面反射回波在接收、放大，信号处理上则显示出较大的检测误差。

（2）管道局部腐蚀分布的不确定性

管道上的局部腐蚀，往往分布在管道的不同部位上。因此，要有效的检测管道的局部腐蚀是比较复杂的。

发明内容

为解决上述问题,本发明提供一种金属管道局部腐蚀的定量检测方法。本发明是对金属管道局部腐蚀的有效检测和定量（实测+统计），从而对管道腐蚀的监测及管道腐蚀剩余寿命的评估提供可靠的依据。

一种金属管道局部腐蚀的定量检测方法，它包括下列步骤：

步骤一，利用超声导波对管道进行快速腐蚀检测，对疑似局部腐蚀的部位进行标注；

步骤二，利用超声C扫描对管道疑似局部腐蚀进行定量检测；

步骤三，结合步骤一和二检测结果，用概率统计方法推算最大局部腐蚀深度：

X=α[ln（ln（1/F（x）））]+λ （1）

其中X：腐蚀孔的深度；

F（X）：腐蚀孔深度小于等于X的概率；

Α:统计参数（尺寸参数）；

λ:统计参数（位置参数）。

所述的金属管道局部腐蚀的定量检测方法，所述步骤一包括采用超声导波进行可检测范围内的管体100%扫查。

所述的金属管道局部腐蚀的定量检测方法，所述步骤二包括在对超声导波检测疑似局部腐蚀部位进行检测的同时，还应对管道下列部位进行抽查检测：

A、管道弯头、三通、异径管、阀门、膨胀节附近；

B、管道易冲刷和易积液的部位；

C、管道应力集中部位。

对于许多金属管道来说，在发生局部腐蚀的情况下，它们的使用寿命通常既不是决定于平均腐蚀失重，也不是决定于腐蚀孔的平均深度，而是决定于最深的腐蚀孔的深度。所以，对管道局部腐蚀的有效检测和定量是必要的。本发明通过超声导波对管道局部腐蚀进行快速扫查，超声C扫描对可疑部位及重点部位进行检测及精确定量；结合上述检测结果，用概率统计方法推算最大局部腐蚀深度，从而对管道腐蚀的监测及管道腐蚀剩余寿命的评估提供可靠的依据。

具体实施方式

一种金属管道局部腐蚀的定量检测方法，它包括下列步骤：

（1）利用超声导波对管道进行快速腐蚀检测：

A、超声导波长距离检测在有效范围内属100％的检测，而常规测厚属于点检测，检测覆盖面有很大的差异。

B、超声导波检测管道横截面上的金属损失非常敏感。

C、超声导波检测的局限性：导波检测对缺陷定量是近似的。对疑似局部腐蚀的部位需要采用其它检测方法进行确认。

因此，对管道的腐蚀检测，应先采用超声导波进行可检测范围内的管体100%扫查，对疑似局部腐蚀的部位进行标注。

（2）利用超声C扫描对管道局部腐蚀进行定量检测：

超声波C-扫描检测方法可以直观地看到腐蚀缺陷的形状、位置、分布及取向。

超声C扫描可给出检测区域内实测壁厚最大值、最小值，及某一厚度区间所占的百分比。

超声C扫描检测部位的选择：由于通常情况下管道较长，超声导波检测不能对整个管线进行100%扫查，所以，超声C扫描检测在对超声导波检测疑似局部腐蚀部位进行检测的同时，还应对管道下列部位进行抽查检测：

A、管道弯头、三通、异径管、阀门、膨胀节附近；

B、管道易冲刷和易积液的部位；

C、管道应力集中部位。

（3）结合上述检测结果，用概率统计方法推算最大局部腐蚀深度：

对于许多金属管道来说，在发生局部腐蚀的情况下，它们的使用寿命通常既不是决定于平均腐蚀失重，也不是决定于腐蚀孔的平均深度，而是决定于最深的腐蚀孔的深度。由于管道较长，利用上述超声导波+超声C扫描的方法，往往还不能对整个管道进行100%的腐蚀检测，如仅以超声导波+超声C扫描的检测结果判断管道腐蚀的现状，还存在较大的风险。由于腐蚀孔深度的概率分布与极值分布规律相似，所以，还需采用Gumbel第一类近似函数 F(x)＝exp[-exp-（）] 对最深腐蚀孔进行估算。

从上式可以看出X∽ln[ln（1/F（x）），

即X=α[ln（ln（1/F（x）））]+λ----------（1）。

其中X：腐蚀孔的深度；F（X）：腐蚀孔深度小于等于X的概率；α：统计参数（尺寸参数）；λ：统计参数（位置参数）。

例如：某段管道共实施十处（N=10）超声C扫描检测，每处最大腐蚀孔深按由小到大进行排列，分别为X1、X2、X3、…、X10，则腐蚀孔深度的概率F（Xi）=i/（1+N），其中i=1～10。

因此，F（X1）=1/（1+10）、F（X2）=2/（1+10）、F（X3）=3/（1+10）、…、F（X10）=10/（10+1）。

将实测及计算得到的十组X1、ln（ln（1/F（X1）））；X2、ln（ln（1/F（X2）））；…；X10、ln（ln（1/F（X10））），在直角坐标系中拟合出近似直线，则可得出α、λ。

将要求的概率F（X）代入式（1）中，可得到该概率下的最大腐蚀孔深度。

从以上分析可以看出，实测的管道腐蚀数据越多、越精确，经概率统计得出的最大腐蚀孔深度也越准确、越贴合管道实际腐蚀情况。

所以，在管道上应用超声导波和超声C扫描测得的腐蚀孔深度后，再通过概率统计来确定管道上最大腐蚀坑深度的方法是实用且可靠的。

Claims

1.一种金属管道局部腐蚀的定量检测方法，其特征是，它包括下列步骤：

步骤二，利用超声C扫描对管道疑似局部腐蚀进行定量检测；

X=α[ln（ln（1/F（x）））]+λ （1）

其中X：腐蚀孔的深度；

F（X）：腐蚀孔深度小于等于X的概率；

Α:统计参数即可尺寸参数；

λ:统计参数即位置参数。

2.根据权利要求1所述的金属管道局部腐蚀的定量检测方法，其特征在于，所述步骤一包括采用超声导波进行可检测范围内的管体100%扫查。

3.根据权利要求1所述的金属管道局部腐蚀的定量检测方法，其特征在于，所述步骤二包括在对超声导波检测疑似局部腐蚀部位进行检测的同时，还应对管道下列部位进行抽查检测：

A、管道弯头、三通、异径管、阀门、膨胀节附近；

B、管道易冲刷和易积液的部位；

C、管道应力集中部位。