背景

某高原輸氣管道2001年建成投產。管道運營商委托中油管道檢測技術有限責任公司（以下簡稱中油檢測）先后兩次對管道實施了內檢測，通過內檢測數據比對分析，發現途經凍土區域4公里管段出現新的變形點且原有變形點有增長趨勢。需要查找管道變形部位，分析變形原因，及時消除安全隱患，并提出相應對策。

做法

（1）檢測。中油檢測采用內檢測與慣性測量組合技術，將高精度慣性測量單元（Inertia Measurement Unit，IMU）搭載于內檢測設備實現管道缺陷信息和管道中心線三維地理坐標同時采集，并基于IMU數據進一步識別和定位管道彎曲變形缺陷。依據兩次內檢測IMU彎曲變形檢測數據發現有5處變形點，其中4處新增變形、1處深度增加變形。

（2）定位。借助RTK靜態測量精確定位管道彎曲缺陷點坐標（圖 1），管道埋深1.8 m，位于3800 m高海拔牧區，土壤為凍土層，地表有砂石。

圖 1 缺陷點上游焊縫及缺陷點定位示意圖

（3）開挖驗證。對1處深度增加變形進行開挖，經觀察分析，管道外防腐層完好，與管體黏接正常。2:55到8:45時鐘位置發現管體凸起，高度25 mm，長度130 mm，寬度1020 mm。結合內檢測數據對比分析，判定缺陷是由凍土層導致應力集中形成的褶皺（圖 2），最大彎曲應變為0.403%，為不可接受缺陷。

圖 2 應力集中形成的褶皺缺陷

啟示

地處凍土層的管道，在長期運行的過程中由于管－土相互作用，凍土融化時會使管道向下撓曲，凍土凍脹時又可能使局部管道上拱，當管道應力應變超過極限狀態將導致管道失效。精確定位管道應力應變集中位置，及時消除管道安全風險具有重要意義。本案例根據檢測驗證結果對不可接受缺陷采用了換管修復方式，消除了安全隱患，對其他缺陷給予了重點關注和監測。

管道內檢測器加載慣性測繪單元（IMU）可以在管道正常運行狀態下測繪管道三維坐標，結合高精度參考點GPS坐標加以修正，能夠精確描繪管道中心線走向圖。以高精度中心線坐標參數能有效識別管道變形和管道位移，評估管道曲率及與曲率變化相關的彎曲應變，極大地方便了管道業主開挖定位缺陷點及制定維修方案，提高維修效率和安全管理能力。

（撰稿人：中油管道檢測技術有限責任公司索富強）