管壁厚度TEM检测技术概要.ppt

管壁厚度TEM检测方法 GBH管道腐蚀智能检测仪 研发概况 管壁厚度TEM检测方法是李永年教授多年研究的成果。 2000年5月，相关方法“金属蚀失量评价法”通过了以中科院地质与地球物理所院士刘光鼎为首的鉴定委员会的鉴定，认定研究成果“达到国内领先水平”。根据鉴定意见开始大规模应用推广并继续深入研究，于2004年研发成功“管壁厚度TEM检测方法”，到目前为止，应用此方法检测评价的管道已超过500公里。 2005年获国家科技型中小企业技术创新基金项目无偿资助，研制专用仪器——GBH管道腐蚀智能检测仪。 方法原理 在发射回线中加载稳定激励电流，建立起一次磁场，瞬间断开激励电流便形成了一次磁场“关断”脉冲。此一随时间陡变的磁场在管体中激励起随时间变化的“衰变涡流”，从而在周围空间产生与一次磁场方向相同的二次“衰变磁场”，二次磁场穿过接收回线中的磁通量随时间变化，在接收回线中激励起感生电动势，利用数据采集器观测到用激励电流归一化的二次磁场衰变曲线——瞬变响应。 瞬间断电以后（t＞0），在线框周围包括管道在内的有耗介质中激励起了随时间衰变的涡旋电流，在管道正上方，与管体上涡旋电流相关的二次磁场在接收线框中激起的归一化电动势可以用下式表达： 当管体和管内介质的物理性质以及综合时间常数为已知时，可建立关于管壁厚度d的高阶方程，其多解性和解的不稳定性是显而易见的。 建立管壁平均厚度变化幅度与综合参数变化率之间关系： 实测与理论TEM响应曲线对比 图中横坐标为延时，纵坐标为响应幅值的自然对数。绿色曲线为试验管道一个测点上的响应曲线，管径为219毫米，壁厚为5毫米；蓝色曲线为相应参数的理论计算值；红色曲线为实测大地的响应曲线。由图中可以看出，测点上的响应早期为大地、装置、管道的综合响应，响应晚期是与被测管道直接相关的时变信息。试验结果表明：理论符合实际。 检测可实现性的理论分析 管径、材质、管内输送介质相同但管壁厚度不同的管体，脉冲瞬变响应具有时间上的可分性，它正是实现管道腐蚀（管壁减薄）检测的技术与方法基础。 有关术语和技术指标 TEM：瞬变电磁法（Transient Electromagnetic Method） 管段长度：每个测点覆盖的管段长度近似等于所采用的传感器发射回线边长与2倍管道中心埋深之和（L+2h）。 适用对象：由于是在地面采用非接触式信号加载方式，管壁厚度TEM评价系统最适用的检测对象是单根或者可视为单根的地下管道。 应用范围：在线管道腐蚀程度的全面调查；重要管段的定期监测；管线建设竣工后的质量验收评价手段。 检测精度：一般干扰条件下，误差可控制在5%以内。 验证方法：开挖验证，并采用高精度测厚仪实际测量管壁厚度，测量点应均匀分布并具有统计意义。 符合率：检测出报的剩余管壁平均厚度与管壁实际平均厚度之间的偏差不超出检测精度范围时，称为“检测结果与实际情况相符”。一般情况下，符合率不低于80%。 应用效果 管壁厚度TEM检测技术得到业内同行的普遍关注，近几年来，在大庆、胜利、大港、轮南、彩南、石西等油田，齐鲁石化总公司、太原钢铁总公司、保定煤气公司、昆明煤气公司、天津燃气公司等企业，应用本方法检测评价的管道已超过500公里，据不完全统计，至2006年4月止，在119处开挖验证的管壁厚度检测成果中，有102处与实际管壁厚度的偏差小于5%。符合率达85.7% 检测评价局部腐蚀 从检测实践看，腐蚀范围大（可以与被测管道的管径相比拟）、腐蚀强烈（金属蚀损率超过10%）的局部腐蚀容易被发现。此外，发生在防护失效部位的局部腐蚀比发生在防护正常部位的易于发现（在于主观关注程度）。 胜利油田丁义线17800测点 胜利油田丁义线17836测点 检测评价管道内壁腐蚀 管道内壁腐蚀的范围较大（超过2倍埋深与发射回线边长）时，可以利用TEM技术检测管道壁厚变薄部位， 胜采四矿输油管道250测点 检测值：防腐层综合等级为一级，管体剩余平均壁厚6.3mm。 开挖验证：防腐层质量良好，管体外表面腐蚀轻微。总共采集8个环带512个超声波测厚数据，每个环带数据取平均值作为此环带的管壁厚度值，8个环带的管壁厚度值再做平均得到该处管道平均剩余厚度值，数据具有统计意义。超声波检测管壁厚度最大值为7.31mm，最小值为2.27mm，平均值为6.51mm，经过分析后发现腐蚀主要发生在管道下部的管内壁处。 TEM检测壁厚值相对实际壁厚值的误差为3.20%，检测结果与实际情况相符。 大港油田注水管线3180测点 香港煤气公司 为检验管壁厚度TEM检测技术的效果，香港煤气公司使用3段3米长管道规格Φ165×5.24mm铁管（GI），中间夹1段1.95米长壁厚2.70mm铁管，用点焊方法连在一起，并用苫布覆盖。我方使用必威体育精装版研制的GBH管道腐蚀智能检测仪，检测时按照距起点的距离