賈會英 楊寒

中油管道檢測技術(shù)有限責任公司

摘要：基于管道變形檢測和管道漏磁檢測多元數(shù)據(jù)分析，可以對管道盜油孔進行精準識別。通過分析不同類型模擬小開孔漏磁檢測牽拉試驗信號和工業(yè)現(xiàn)場盜油孔漏磁檢測信號，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、補焊點等相似特征信號的關(guān)鍵數(shù)據(jù)要素進行提取分析，提出了只基于管道漏磁檢測數(shù)據(jù)對盜油孔的判識方法。通過現(xiàn)場開挖驗證了判識方法的準確性，為管道排除安全風險隱患提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：長輸管道；漏磁內(nèi)檢測；盜油孔；判識方法

2006年至2015年，中石油所轄5家地區(qū)公司油氣長輸管道共發(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管道安全運行的重要風險因素。實際工程應(yīng)用中，通過定期開展管道智能檢測，是排查盜油孔的有效技術(shù)手段。

1  傳統(tǒng)判識方法

管道智能檢測主要包含變形檢測和漏磁檢測。傳統(tǒng)判識方法將變形檢測數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的特殊小開孔信號與漏磁檢測數(shù)據(jù)中存在的疑似小開孔信號進行綜合對比分析，再結(jié)合盜油孔特性，可精準判斷管道上的盜油孔。大量實際工程開挖驗證表明這種判識方法可信度達到85%以上。

2  基于管道漏磁檢測數(shù)據(jù)的判識方法

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

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

2.1  牽拉試驗

在管徑為457 mm，壁厚為7.1 mm的牽拉管段上預制了不同尺寸的焊接鋼管（表 1、圖 1）及人工通孔和補丁（表 2），全面模擬與現(xiàn)場盜油孔信號相似的管道特征物。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）、補丁。

表 1 預制焊接鋼管測量結(jié)果

圖 1 牽拉試驗管段預制特征物布局圖及實例

表 2 預制通孔及補丁測量結(jié)果

 

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

（1）通孔。其漏磁檢測信號與內(nèi)部金屬損失信號一致，信號形態(tài)尖銳。主通道軸向信號表現(xiàn)為1個波峰（帶2個小波谷），軸向分量峰谷值較大，IDOD通道信號特征為典型金屬損失信號。這為分析管道上是否存在針孔類泄漏點提供了相關(guān)參考依據(jù)。

（2）焊接鋼管。其漏磁檢測信號與金屬增加信號一致，主通道軸向信號表現(xiàn)為1個波谷（帶2個小波峰），彩色圖中可呈現(xiàn)明顯的“孔型”金屬增加信號，由于存在焊接操作，IDOD通道也檢測到“孔型”金屬增加信號。

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

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

2.2  工業(yè)現(xiàn)場盜油孔周向分布

實際工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，工業(yè)現(xiàn)場管道盜油孔周向位置普遍處于管道頂部09:00～00:30時鐘方向（圖 2）。在依據(jù)實際管道檢測數(shù)據(jù)分析盜油孔時，需要重點對8:00~4:00（順時針）即管道頂部的疑似小開孔信號進行篩查，能最大限度排查管道盜油孔。

圖 2 工業(yè)現(xiàn)場管道盜油孔周向分布圖

2.3  盜油孔IDOD通道信號研究

根據(jù)對漏磁檢測牽拉試驗中小開孔和工業(yè)現(xiàn)場漏磁檢測盜油孔的IDOD通道信號的研究，小開孔的IDOD 通道信號清晰明顯。在排查相關(guān)疑似信號時，應(yīng)重點分析IDOD通道信號表現(xiàn)明顯的疑似信號。某管道盜油孔漏磁檢測信號（圖 3）的IDOD通道信號清晰，形態(tài)明顯。

圖 3 某管道盜油孔漏磁檢測信號

2.4  盜油孔判識方法

考慮到工業(yè)現(xiàn)場可能存在的各種盜油孔情況，通過人工預制的各種口徑、各種類型小開孔及補丁牽拉試驗，以及實際管道檢測項目中盜油孔漏磁檢測信號特征的分析及對信號特征的進一步細化，提高數(shù)據(jù)分析人員信號特征辨識能力，縮小了疑似盜油孔的篩查范圍，使盜油孔的判識準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數(shù)據(jù)的情況下準確識別盜油孔。疑似盜油孔判識方法如下。

（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、補焊點、未知物等信號。

（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，判識準確性高；除常規(guī)小開孔外，均分類為疑似小開孔。

（3）對疑似小開孔信號進行分級。依據(jù)主通道信號是否具有“W”型且IDOD信號波峰波谷是否明顯作為分級依據(jù)。

（4）確定盜油孔重點關(guān)注點。將已分級的疑似小開孔進行信號長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，最終確定出盜油孔的重點關(guān)注點。

（5）依據(jù)現(xiàn)場檢測踏勘信息，結(jié)合地理信息，對盜油孔進行開挖優(yōu)先級排序。將盜油孔列表提交管道業(yè)主進行現(xiàn)場開挖驗證。

3  應(yīng)用實例

中油管道檢測技術(shù)有限責任公司執(zhí)行巴基斯坦某管道公司智能內(nèi)檢測項目時，依據(jù)管道漏磁檢測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)管道腐蝕嚴重，且存在大量維修補丁、貼近管壁的金屬和疑似小開孔等信號。數(shù)據(jù)分析人員采用盜油孔判識方法，在3段管道上共發(fā)現(xiàn)8處疑似盜油孔和15處維修補丁，經(jīng)提交管道業(yè)主現(xiàn)場開挖驗證確認：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，盜油孔的判識可信度達到87.5%。15處維修補丁全部為維修補丁，可信度達到100%。

4  結(jié)語

基于管道漏磁檢測數(shù)據(jù)的盜油孔判識方法，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析人員在僅有漏磁檢測數(shù)據(jù)情況下判識盜油孔和維修補丁的目的，其可信度和準確性較高。在實際工程應(yīng)用中，還需要結(jié)合不同國家或地區(qū)的盜油孔形式和特點進行判識。對于兩輪或多次智能檢測數(shù)據(jù)，應(yīng)通過數(shù)據(jù)對比分析，將具有小開孔信號特征的新增小開孔在第一時間報告給管道運營公司排查。 

作者簡介：賈會英，1974年生，高級工程師，畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學計算機科學與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道智能檢測數(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。