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无损检测技术1.定义通俗的定义：无损检测指在不损坏试件的前提下，对试件进行检查和测试的方法。亦称非破坏性检验。现代无损检测的定义：在不破坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助现代的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。第一部分无损检测基本概论方法射线照相法（RT）——X射线的发现（1895年伦琴射线）超声波检测（UT）——二次大战中迅速发展的声纳技术和雷达技术的基础上开发磁粉检测（MT）——电磁学基础渗透检测（PT）——物理化学的进展涡流检测（ET）——电磁学（电磁感应）第一部分无损检测基本概论四大常规无损探伤方法：射线检测（RadiographyTesting）简称RT超声波检测（UltrasonicTesting）简称UT(频率大于20000赫兹的声波)磁粉检测（MagnetigTesting）简称MT渗透检测（PenetrantTesting）简称PT第一部分无损检测基本概论2．无损检测的目的第一部分无损检测基本概论2．无损检测的目的1）保证产品质量借助仪器和器材，可以发现目视检查无法发现的内外部宏观缺陷。无损检测不需破坏试件就能完成检测过程，可以对产品进行100%检验和逐件检验，为产品质量提供有效保证。第一部分无损检测基本概论2）保障使用安全可以对在用设备和部件进行定期检验，保障使用安全。第一部分无损检测基本概论3）改进制造工艺在产品工艺试验中，对工艺试样进行无损检验，并根据检测结果改进制造工艺，确定理想的制造工艺。第一部分无损检测基本概论4）降低生产成本在产品制造过程中的适当环节正确地进行无损检测，防止以后的工序浪费，减少返工，降低废品率，从而降低制造成本。第一部分无损检测基本概论3．无损检测的应用特点第一部分无损检测基本概论3．无损检测的应用特点1）要与破坏性检测相结合由于无损检测具有的局限性，不是所有的需要测试的项目和性能都能进行无损检测，这种局限性可能来自方法本身，也可能来自被测试对象的形状、位置等客观条件的不允许，所以某些试验只能采用破坏性检验。第一部分无损检测基本概论2）正确选用无损检测的时机必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利地完成检测预定目的,正确评价产品质量。3）正确选用合理的无损检测方法每种无损检测方法均具有局限性，不能适用于所有工件和缺陷。为了提高检测结果的可靠性，必须根据被检件的特点（材料、结构、形状、尺寸，预计可能产生的缺陷种类、形状、所处部位、取向……）选择适宜的检测方法。所谓适宜，即不是片面的追求最高的检测灵敏度，而是在保证充分安全性的同时兼顾产品的经济性，这样选择的检测方法才是正确、合理的。4）综合应用各种无损检测方法每种无损检测方法均有其自身的优缺点，不能适用于所有工件和缺陷。因此，在对某试件确定无损检测方案时，只要可能，应尽量采用多种无损检测方法，以保证方法间的互补，从而取得更多的产品和缺陷信息除应用无损检测方法获得产品信息外，还应充分利用其它有关产品的材料、焊接、加工工艺及产品结构等多方面的信息，综合判断。这点对于大型和重要工件的无损检验尤为重要第二部分管道内外检测技术1.管道腐蚀原因及危害2.管道检测规范3.检测方法及评价4.管道泄漏定位技术1.管道腐蚀原因及危害1.1引言管道运输是国际货物五大运输方式之一，是随着石油生产的发展而产生的一种特殊运输方式，具有连续作业，不受气候和地面其它因素限制、运送量大以及成本低等优点。伴随石油产业以及天然气的消费速度的增长，不断促进着管道运输行业的发展。1.管道腐蚀原因及危害到2009年，我国已经建成的成品石油管道长度为1.4万公里，1.7万公里的原油管道，并且建成天然气管道达3.1万公里。油气管道由2019年的4万公里长度增加到了6万公里，增长了50%左右。中国已经形成的跨区域的油气管道网络供应布局。中国石油企业“走出去”的战略的实施，使得在海外的油气产量以及合作区域不断的在增加，海外的油田与合作区域的外输原油管道也在进行快速的发展.1.管道腐蚀原因及危害“十一五”期间，我国加快推进油气管网布局，日前覆盖全国的油气骨干管网已初步建成。全长1631公里的中缅原油管道和全长1272公里的中缅天然气管道在2019年已全面开工建设，各项工作有序推进。将俄罗斯的原油输送至我国境内的中俄原油管道2019年1月1日正式投入商业运营，标志着我国东北方向的原油进口战略要道正式贯通。到2020年，中国长距离油气管道的建设里程将至少达到10万-15万公里,为保障管道运输业的健康有序发展，《中华人民共和国石油天然气管道保护法》于2019年10月1日起正式实施。1.管道腐蚀原因及危害随着管道业的快速发展，在带给人们方便的同时，也给我们带来了多种多样的问题，典型的是原油泄漏事故，不仅给国家带来了巨大的经济损失，同时给环境带来了巨大的污染。引起管线泄漏的原因很多，管线的长时间服役，原油对管道材料长时间的腐蚀容易造成泄漏事故的发生,当然大多数泄漏事故是由于人为因素造成的。1.管道腐蚀原因及危害据相关文献统计，从1978年到1994年在我国的各大油田发生的比较大的泄漏事故就有一百多起，其中有5次泄漏量都高达3350吨。胜利油田在2019年下半年的一个月内就发现意外泄漏点十多处，损失了几千吨的原油，经济损失高达几百万元。2019年7月16日，中国东北部港口城市大连两条输油管道发生泄漏爆炸，产生冲天大火，大火持续了将近15个小时导致很多建筑被毁。这次管道事故导致数千加仑的原油泄漏，这些泄漏的原油污染了附近地区以及黄海海面，这次泄漏数量估计400,000加仑，污染面积达到了430平方公里。1.管道腐蚀原因及危害目前为止，我国胜利、大庆、中原、华北、辽河、大港等油田的很多管线都已经超过或达到设计年限了，特别是一些老的输油管线经常发生泄漏事故，当然这类事故一般都是由于原油常年累月的腐蚀管道造成的，其实更多的泄漏事故是由一些违法分子夜间打孔盗油造成的，不法分子在盗完原油以后重新将阀门关上，对现场进行处理，通过人工巡视很难发现盗油的地方。1.管道腐蚀原因及危害为了预防泄漏事故的发生，减少国家经济损失、保护环境和对不法分子给与严厉的打击，国家制定了一些法律，但仅此是远远不够的，通过科学技术手段开发一套能够实时检测管道运行状况并能准确对泄漏点定位的系统才是当务之急，管道泄漏实时检测系统的开发在管道运输领域具有重要的现实意义。1.管道腐蚀原因及危害1.2金属腐蚀原理金属的腐蚀是指金属在周围介质作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解作用而产生的破坏。1.3金属腐蚀的分类1.3.1根据金属被破坏的基本特征分类根据金属被破坏的基本特征可把腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类：1.管道腐蚀原因及危害（1）全面腐蚀：腐蚀分布在整个金属表面上，可以是均匀的，也可以是不均匀的。如碳钢在强酸中发生的腐蚀即属此例。均匀腐蚀的危险性相对较小，因为若知道了腐蚀的速度，即可推知材料的使用寿命，并在设计时将此因素考虑在内。（2）局部腐蚀：腐蚀主要集中在金属表面某一区域，而表面的其他部分几乎未被破坏。例如点蚀、孔蚀、垢下腐蚀等。垢下腐蚀形成的垢下沟槽、块状的腐蚀，个易被发现，往往是在清垢后或腐蚀穿孔后才知道。局部腐蚀的危害性极大，管线、容器在使用较短的时间内造成腐蚀穿孔，致使原油泄漏，影响油田正常生产。1.管道腐蚀原因及危害1.3.2根据腐蚀过程的特点分类按照腐蚀过程的特点分类，金属的腐蚀也可按化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀3种机理分类。（1）金属的化学腐蚀：金属的化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。在化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。但单纯化学腐蚀的例子是很少见的。1.管道腐蚀原因及危害很多金属与空气中的氧作用，在金属表面形成一层氧化物薄膜。表面膜的性质（如完整性、可塑性、与金属的附着力等）对于化学腐蚀速率有直接影响。以金属在空气中被氧化为例，只有当生成的氧化物膜把金属表面全部遮盖，即氧化物的体积大于所消耗的金属的体积时，才能保护金属不至于进一步被氧化。否则，氧化膜就不能够盖没整个金属表面，就会成为多孔疏松的膜。1.管道腐蚀原因及危害（2）金属的电化学腐蚀：金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀，是由于金属表面发生原电池作用而引起的，这一类腐蚀叫做电化学腐蚀。采油工程中的腐蚀过程通常是电化学腐蚀。1.管道腐蚀原因及危害1.4金属腐蚀速度的表示方法金属遭受腐蚀后．其质量、厚度、机械性能、组织结构、电极过程都会发生变化，这些物理性能和力学性能的变化率可用来表示金属腐蚀的程度。在均匀腐蚀的情况下通常采用质量指标、深度指标和电流指标来表示。1.管道腐蚀原因及危害1.4.1质量指标这种指标就是把金属因腐蚀而发生的质量变化，换算成相当于单位金属表面积于单位时间内的质量变化的数值。所谓质量的变化，在失重时是指腐蚀前的质量与消除了腐蚀产物后的质量之间的差值；在增重时系指腐蚀后带有腐蚀产物时的质量与腐蚀前的质量之差，可根据腐蚀产物容易去除或完全牢固地附着在试件表面的情况来选取失重或增重表示法.1.管道腐蚀原因及危害1.4.2金属腐蚀速度的深度指标此指标表示单位时间内金属的厚度因腐蚀而减少的量。在衡量不同密度的各种金属的腐蚀程度时，这个指标很方便，与质量指标间有以下换算关系：vL＝v·8.76／ρ式中vL———腐蚀的深度指标，mm／a；ρ———被腐蚀金属的密度，g／cm3。除上述单位以外，在不少文献中也经常用mdd即mg／（dm2·d），ipy（in／a），mpy（mil／a）等作为质量指标和深度指标的单位，之间可以相互换算。根据金属年腐蚀深度的不同，管道及储罐的介质腐蚀性评价标准及大气腐蚀性评价按SY／T0087—95进行。1.管道腐蚀原因及危害1.4.3金属腐蚀速度的电流指标此指标是以金属电化学腐蚀过程的阳极电流密度的大小来衡量金属的电化学腐蚀速度。可通过法拉第定律把电流指标和质量指标联系起来，两者关系为：Ia=v×n×26.8×10-4/A式中Ia:腐蚀的阳极电流密度，A/cm2；v:金属腐蚀的速度，g/(m2·h)；n:阳极反应中化合价的变化值；A:参加阳极反应的金属的原子质量,g。1.管道腐蚀原因及危害1.5油气田腐蚀环境金属腐蚀是金属与周围环境的作用而引起的破坏。影响金属腐蚀行为的因素很多，它既与金属自身的因素有关，又与腐蚀环境相连。了解这些因素，可以帮助我们去解决油气田生产中的腐蚀问题，弄清影响腐蚀的主要因素，从而采取有效的防腐措施，做好油气田防腐工作。1.管道腐蚀原因及危害1.5.1金属材料的影响(1)金属的化学稳定性(2)金属成分的影响(3)金属表面状态的影响(4)金相组织与热处理的影响(5)变形及应力的影响1.管道腐蚀原因及危害1.5.2油田水腐蚀水是石油的天然伴生物。水对金属设备和管道会产生腐蚀。尤其是含有大量杂质的油田水对金属会产生严重的腐蚀。油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳、硫化氢等气体。1.管道腐蚀原因及危害采油工程中的腐蚀特点及对策油气田是使用钢材的大户。在采油工程中，从井筒到地面油气集输、原油加工、污水处理，都需要钢铁。因此油气田的腐蚀存在于各个生产环节。油井的腐蚀油田开发初期，含水率较低，油井的腐蚀并不严重，随着含水的升高，油井井下采油工具、下井管柱的腐蚀日益严重。1.管道腐蚀原因及危害（1）CO2腐蚀：CO2的腐蚀又称为无硫腐蚀，其腐蚀特征是深坑和环状腐蚀。国内外油田腐蚀绝大多数属于此种类型.（2）H2S腐蚀：H2S腐蚀特点：①硫化氢离解产物对腐蚀都有促进作用。②不同条件下生成的腐蚀产物性质不同。如低温下形成的FexSy促进腐蚀，温度较高时形成的FeS则抑制腐蚀。1.管道腐蚀原因及危害③H2S除能引起局部腐蚀外，还容易引起氢脆和应力腐蚀，材料在很短时间内可发生断裂。决定H2S腐蚀的因素是H2S分压。目前比较公认的结论是H2S分压超