MTM-实现管道缺陷非接触式可靠检测的新技术
-四川乐金川斯科管道检测技术有限公司
一、 前言
目前我国油气长输管道已突破8万公里，已经进入管道建设的高峰期。此外，建于上世纪七八十年代的油气管道运行了近40年，在役管道中约60%服役时间超过20年，进入事故多发期。对于大量新建管线而言，在不同程度上存在着未融合、夹渣、气孔及裂纹等焊接缺陷，采用智能清管检测等手段难以有效发现这类缺陷，并且受到许多清管条件的限制。MTM检测技术不受现场检测条件限制，直接进行铁磁性管材的成品油管道、油气长输管道、油气集输管道、注水管道、海底管道缺陷应力集中和变形区域的识别，根据缺陷异常等级针对性地提出维修建议，预防管道穿孔、开裂等事故的发生，从而提高油气管道的安全运行能力与完整性管理水平。
MTM具有非接触、低安全风险、适应性强、缺陷检测直接的显著优点，是未来管道检测技术重点发展方向，广泛适用于各类油气长输、集输管道，具有显著的安全效益、社会效益和经济效益。
二、 MTM检测实现过程
通过非接触式磁力计设备进行新建、在役油气管道磁场异常信号识别，利用专用数据分析解释软件确定管道沿线局部应力水平，从而直接评估管线的缺陷类型、位置与等级，判断管道本质安全状况，为管道完整性检测与完整性评价提供直接手段和依据。
图1 MTM检测实现过程
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三、MTM检测的缺陷类型
MTM采用非接触式检测方式，检测效率高、安全风险低、无工况条件限制，适用于在建、新建、运行及其它操作过程中管道缺陷的检测，能有效识别的缺陷类型包括：
①制管缺陷（焊缝缺陷/裂纹缺陷/叠层/卷边）； ②机械缺陷（压痕/褶皱/刻痕）；
③焊接缺陷（细孔/未焊透/焊接区剩余热应力）； ④腐蚀缺陷（腐蚀坑/应力腐蚀破裂）；
⑤在管体因凹陷、温度载荷、滑坡、泥石流等导致的应力集中和变形区域。
四、MTM技术的显著优势
（1）发明专利技术：通过非接触式磁力计设备识别管道体积型、平面型缺陷导致
的应力集中和磁场应力改变，确定缺陷类型和等级。
（2）非接触式检测：不与管道接触、不需清管、操作风险小（远小于内检测）。 （3）检测条件要求低：无流速、管径、弯管曲率半径、压力、流动介质等方面
的限制。
（4）应力集中缺陷响应敏感、可靠性高
焊缝、裂纹等缺陷具有明显的应力集中特点，MTM正是解决这一类缺陷的有效方法，可识别300微米以上的焊缝、裂纹缺陷。
五、MTM检测遵循标准
РД 102-008-2009《运用非接触式磁力层析方法进行管道技术状况诊断指南》（由俄罗斯联邦矿工业委员会批准），利用磁异常综合指数F确定了三个危险等级，见下表。
表1 管道缺陷异常等级
序号 1 2 3 综合指数 F值 从 0 到 0.2 从 0.2 到 0.55 从 0.55 到 0.99 2
危险等级, 级别 第一 第二 第三
第一等级缺陷：是由于金属缺陷和机械应力的结合，相当于“不许可的”管道技术状况。这种管道属于紧急情况，需要优先修复。
第二等级缺陷：是由于金属缺陷和机械应力的结合，相当于“容许的”管道技术状况。这种管道的特点在于可靠性降低，需要列入计划修复。
第三等级缺陷：相当于“良好的”管道技术状况（无关紧要的缺陷或者应力集中区）。这种管道可以在监控缺陷发展和应力集中增长的情况下，无需修复继续运行。
六、检测使用的主要设备
（1）管道路径探测器 （POISK/AMS） （2）无接触式扫描磁力计（MBS-04 SKIF） （3）便携式里程表（ODA） （4）声纳探测器（EHO） （5）金属磁记忆检测器（MMM） （6）超声波探伤仪、测厚仪 （7）专用软件与分析系统
七、MTM技术服务
（1）俄罗斯Transkor-K研究和发展中心有限责任公司
2001年成立，服务领域为技术诊断和无损检测，尤其是在磁力线层析技术方面，为世界范围内先进方法的发展者，创新的业界领导者。
（2）四川乐金川斯科管道检测技术有限公司
2009年成立，为Transkor-K出资中俄合资公司，中国大区唯一的磁力线层析技术
（MTM）推广与应用服务商。
八、MTM工程应用
（1）国外MTM检测
2002-2010年，俄罗斯、美国、欧洲、马来西亚油气管线MTM检测超过15000km。
（2）国内MTM检测
2009.4-2010.5，四川乐金川斯科管道检测技术有限公司（中俄合资）采用MTM检测方法完成了国内6条油气管线的缺陷异常检测与评价，均为螺旋焊缝管道，管径为
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219mm-720mm，管材主要为20#钢、16Mn钢，检测长度为64.135km，各管线概况见表2。
表2 已应用MTM检测的管线概况(国内)
序号 1 管线名称 中国石油塔里木油田分公司塔中-轮南输油管道 中国石油兰州输气分公司两兰输气支线 中国石油兰州输气分公司兰炭输气支线 中国石油管道公司大庆—铁岭输油管道 中朝输油管道首站-鸭绿江输油站 华油天然气管道有限公司板876凝析油管道 管线规格 426×7 mm 406.4×5.6mm/ 323.9×4.2mm/273.1×4.2mm 219.1×6(7)mm 720×8.9 mm 377×7mm 168×6mm 检测长度 管道投运时间 31km 1995年 检测 时间 2009.4 2 7.419km 2001年 2009.5 3 4 5 6 4.95km 2.01km 10.756km 8km 2001年 1971年（老线）、1974年（新线） 1975年 2002年 2009.5 2009.8 2010.5 2010.9 ? 中国石油塔里木油田分公司塔中-轮南输油管道
检测出1级、2级、3级磁异常管段（图2），其中： ? 1级异常缺陷：4处，异常段长度为95.96m； ? 2级异常缺陷：124处，异常段长度为993.23m； ? 3级异常缺陷：2133处。
? 缺陷类型：“金属损失*”、“金属损失**”、“疑似裂缝缺陷”
图2 塔中-轮南输油管道沿线缺陷危险等级分布
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? 中国石油兰州输气分公司两兰输气支线 检测出2级、3级磁异常管段（图3），其中： ? 2级异常缺陷：20处，异常段长度为209.344m； ? 3级异常缺陷：201处；
? 缺陷类型：“金属损失*”、“金属损失**”、“局部腐蚀疲劳”、“疑似裂缝缺陷”。
图3 两兰输气支线沿线管道缺陷危险等级分布
? 中国石油兰州输气分公司兰炭输气支线 检测出2级、3级磁异常管段，其中：
? 2级异常缺陷：15处，异常段长度为82.84 m； ? 3级异常缺陷：14处；
? 缺陷类型：“金属损失*”、“金属损失**”、“局部腐蚀疲劳”、“疑似裂缝缺陷”。
图4 兰炭输气支线沿线管道缺陷危险等级分布
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