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管道内腐蚀检测技术

Nov 18,2025

螺旋钢管是必一·运动(B-Sports)集团四大支柱产业（电力铁塔、光伏支架、螺旋钢管、交通护栏）之一。产品主要包括螺旋钢管、不锈钢碳钢复合钢管、3PE钢管、涂塑钢管、高频焊管等，钢管规格覆盖φ20mm～3500mm，同时还提供3PE环氧涂塑、热浸镀锌、静电喷塑等专业配套加工服务。

技术简介

目前，地下管线内腐蚀检测主要依赖于各种智能管道检测器。基于无损检测理论发展起来的管道检测技术主要分为超声检测、漏磁检测、射线检测、涡流检测及热像显示。

（1）超声检测技术 超声检测可分为主动检测和被动检测两类。主动检测即由超声探头发射超声波，通常称为超声无损检测技术；在被动检测技术中，超声波是被测试件受载荷时自发而出的，有时又称为声发射技术。与其他检测技术相比，超声检测具有被测对象范围广、缺陷定位准确、检测灵敏度高、成本低、对人体无害以及便于现场使用等优点。

因此超声检测技术是国内外应用最广泛、使用频度最高且发展最快的一种无损检测技术。但进行超声检测时探头与管壁间需有连续的耦合剂，目前在气体管道上的应用还存在一定困难。由于超声检测技术是利用超声的物理效应从超声信号中抽取信息再推断出结论的过程，因此其检测结果具有间接性并不可避免地带有统计性质，即存在漏检和检出结果重复等问题，因此探索检测的可能性和提高检出结果的可靠性始终是超声检测的核心问题。

声发射检测技术作为一种动态、整体无损检测技术，它的基本原理是用灵敏的仪器接收和处理采集到的声发射信号，通过对声发射源特征参数的分析和研究，推断出材料或结构内部活动缺陷的位置、状态变化程度和发展趋势。声发射信号处理技术的发展代表了声发射技术的发展方向。

传统意义上的超声检测已经相当成熟，但这种逐点扫描检测的特性使得该方法难以适用长距离、大范围的油气管道的在线检测，由此产生了超声导波技术。由于导波的特性，在管道内由一点激励产生的超声导波就可以沿管道传播非常远的距离，最远可达几十米。接收探头接收到的信号包含了有关激励和接收两点间管道的整体性信息，因此超声导波技术一次性检测覆盖的范围大，可实现快速无损检测；此外，它既可以检测管道的内部缺陷也可以检测管道的表面缺陷。 

（2）漏磁检测技术 从磁粉探伤演化而来的漏磁检测方法是建立在如钢管、钢棒等铁磁性材料的高磁导率这一特性上的。漏磁检测的原理是当对铁磁性的被测管道施加磁场时，在管道缺陷附近会有部分磁力线漏出被测管道表面，通过分析磁敏传感器的测量结果，可得到缺陷的有关信息。该方法以其在线检测能力强、自动化程度高等独特优点而满足管道运营中的连续性、快速性和在线检测的要求，使得漏磁检测成为到目前为止应用最为广泛的一种磁粉检测方法，在油田管道检测中使用极为广泛。此外与常规的磁粉检测相比，漏磁检测具有量化检测结果、高可靠性、高效、低污染等特点。

国外已经能够应用计算机和人工智能技术实现管道典型规则缺陷的三维图形构建，达到缺陷可视化。利用计算机成像技术可有效地描述和评定反射信号，计算机成像技术还具有探测缺陷所要求的基本扫查功能。将计算处理数据分析和显示技术与自动扫查机构连接可用来产生缺陷二维、三维图像，为检验管道的危险部位提供放大的能力。计算机处理可以定量地评定用超声波或其他检测方法探到的缺陷类型、尺寸、形状、位置和方向。 

（3）射线检测技术 射线检测技术即射线照相术，它可以用来检测管道局部腐蚀，借助于标准的图像特性显示仪可以测量壁厚。目前使用最普遍的为X射线，也可以使用同位素和高能射线，射线穿过管道作用于照相底片或荧光屏，在底片上产生的图像密度与受检管材的厚度及密度有关。由于X射线需要电网供电和水冷却，而γ射线则可从一种小剂量、合适的放射性材料中获取，因而后者更适合于现场应用，它还具有穿透能力强的特点，但分辨能力低于前者。射线检测技术的优点是可得到永久性记录，结果比较直观，检测技术简单，辐照范围广，检测时不需去掉管道上的保温层；通常需要把射线源放在受检管道的一侧，照相底片或荧光屏放置在另一侧，故难以用于在线检测；为防止人员受到辐射，射线检测时检测人员必须采取严格的防护措施。射线测厚仪可以在线检测管道的壁厚，随时了解管道关键部位的腐蚀状况，该仪器对于保证管道安全运行是比较实用的。

随着电子技术的发展，一种新型的X射线无损检测方法“X射线工业电视”应运而生，并应用到管道焊缝质量的检测中，X射线工业电视以工业CCD摄像机取代原始X射线探伤用的胶片，并用监视器（工业电视）实时显示探伤图像。但目前大多为人工检测，通过采用X射线无损探伤计算机辅助评判系统进行焊缝质量检测与分析，可使管道在线检测工作实现智能化和自动化，X射线无损探伤计算机辅助评判系统的发展经历了3个阶段：缺陷检出系统（对探伤图像初级处理，完成材料缺陷的三维显示或彩色显示）、缺陷辅助判别系统（主要针对因噪声存在造成的难以判别的缺陷检测图像做高级图像处理，使缺陷醒目）及自动判别系统（采用高级图像处理办法，突出缺陷的位置、形状，采用人工智能算法，通过自动判别系统对缺陷进行自动判别、等级评定和合格判定）。不同的缺陷检测算法影响着检测结果，如基于图像差分的方法在检测小图像时较困难，受缺陷大小及空间对比度的影响较大等。

（4）涡流检测技术 涡流检测是以电磁场理论为基础的电磁无损探伤方法，其基本原理是利用通有交流电的线圈（励磁线圈）产生交变的磁场，使被测金属管道表面产生涡流，而该涡流又会产生感应磁场作用于线圈，从而改变线圈的电参数，只要被测管道表面存在缺陷，就会使涡流环发生畸变，通过感受涡流变化的传感器（检测线圈）测定由励磁线圈激励起来的涡流大小、分布及其变化就可以获取被测管道的表面缺陷和腐蚀状况。

根据涡流的基本特性可看出，涡流检测适宜于管道表面缺陷或近表面缺陷的探伤，因此检测管道表面缺陷的灵敏度高于漏磁法。目前正在发展中的基于涡流检测理论的新技术主要包括：阻抗平面显示技术、多频涡流检测技术、远场涡流技术和深层涡流技术。

（5）热像显示技术 热像显示技术即红外热成像检测，它是通过红外探测系统测量被测管道表面的温度及温度场的变化来了解引起管道这种变化的力学性能、材料缺陷和腐蚀等原因及其影响程度。利用热像显示技术可做出管道的等温线图（或利用其他手段显示），它的优点是可以非接触地进行在线测量，但成功应用的关键是管道表面存在着自发或诱发的温度场。由于受环境温度、通风或风速以及局部空气扰动、阳光照射强弱的变化等因素影响而引起热像显示图像的误差。热像显示技术较适用于检测腐蚀分布而不是腐蚀的发展速度。正是由于它具有非接触、快速区域扫描和对人无伤害的优点，因此在高温压力管道内部蚀坑和壁厚减薄缺陷的在线检测方面具有较大的发展潜力。 

（6）金属磁记忆检测技术 金属磁记忆检测技术是一种新兴无损检测技术，该技术主要基于铁磁体的磁弹性效应和漏磁场的不可逆效应，与采用人工磁化的漏磁检测法不同，它获取的是管材表面在地磁场作用条件下的金属构件的漏磁信号，不但可以检测出已有的一定尺寸裂纹，而且还能在这些裂纹产生之前或这些裂纹萌生的早期阶段，诊断出将要产生这些缺陷的危险区域，故可用作对在役管道的早期损伤进行有效诊断和评价，而传统的无损检测方法主要用于发现已发展成形的宏观缺陷或大部分微观缺陷。

智能管道检测装置

目前，国外的工程技术人员已研制出了不同原理管道内智能检测装置30余种。在国外原油管道检测中，广泛应用的是第2代漏磁管道检测器和超声波管道检测器。检测方法的不同导致检测对象、检测范围及检测结果都有所区别。 

（1）漏磁智能管道检测装置 漏磁法智能管道检测系统是利用励磁器将管壁磁化，同时由磁传感器阵列探测各种缺陷损伤造成的磁通量泄漏来确定缺陷尺寸、形状和所在部位。漏磁检测机器人的技术优势是可对各种管壁缺陷实施检验，不受检测介质的影响，适应于中小型管道的检测，不易产生漏检现象。漏磁检测机器人应用的局限性表现在：

①因为检测探头得贴近管壁进行检测，当管壁不平，如有焊瘤或管壁积有其他杂质时，会引起探头抖动，产生虚假数据；

②对管壁缺陷无法定量分析，其测得的检测数据不够准确，需经过校验方能使用；

③对金属敏感度高，当管道材料混有杂质时，将影响测量结果；

④检测大管径及厚壁管道的能力有限。 

（2）超声波智能管道检测装置 超声波检测机器人适合大管径、厚壁管道检测，其检测准确度较高，检测数据简单且不需对其进行校核，效率高。缺点是：

①对检测介质敏感，当管壁缺陷处的蜡质层过厚，将影响该处的检测结果；

②对超声探头的方向与距管壁的距离要求很高，扫描带受超声探头的限制，处理不当易产生漏检。

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