1.2 地下管道检测的必要性

用管道传输能量被认为是最为安全经济的方法。到2010年年底，我国已经建成石油、天然气长输管道8万多km，这些管道是我国油气运输的主动脉。然而，像所有的工程设备一样，管道也可能发生故障。

伴随着国家石油、天然气管道工业的不断发展，管道安全维护管理成为国家安全管理部门日益重视的问题。近年来，国内管道腐蚀造成的事故时有发生，因跑油、停输、污染、抢修等造成的损失，每年都以亿元计算。据有关专家介绍，目前世界上50%以上的管网趋于老化；我国的原油管道也有近一半已经运营了20年以上，由于腐蚀、磨损、意外损伤等原因导致的管线泄漏时有发生。中国城市燃气协会在全国范围内作了一次统计：1999～2002年，全国各地区发生燃气爆炸事故261起，死伤700余人；其中西安某地天然气爆炸，炸掉了一栋从下到上七层楼房，路面炸开520多m；乌鲁木齐某地天然气将铸铁井盖炸上天10多m高，将沥青路面炸开50多m；北京某地一段DN400管道竟然连续几次发生燃气泄漏和爆炸事故。综观所有燃气爆炸事故的发生，80%以上都是因为管道严重腐蚀而穿孔漏气引起的，因此已建管道和在建管道的安全检测迫在眉睫。为保证管道运输安全，国家颁布了《压力管道定期检验规则》，并于2010年8月30日起正式执行，规定主干线油气输送管道3～5年必须进行检测。

为解决这一问题，世界各国都投入了大量人力和财力，并取得了一定进展。目前，普遍公认的观点是，采用智能检测器对管道实施内检测是一种行之有效的方法，如果能够对管道实施内检测，准确把握管道状况，并根据一定的优选原则，对一些严重缺陷进行及时维修，就可以大量避免事故发生；同时也能大大延长管道寿命，其经济效益是十分可观的。

1.2.1 管道检测技术简介

为了达到对管道状况有全面准确的了解，防止管道事故的发生，长期以来人们为此研究开发了许多方法和技术，使管道检测水平不断提高。管道检测可分为管道外检测和管道内检测两大类。所谓外检测是将检测设备放在管道外部来了解有关管道的情况，例如对管道的防腐层和地下埋深状况的探测。而内检测是指将检测器放在管道内部，通过管道中的介质在检测器上的皮碗前后形成的压差使之在管道中随介质运动，检测器将管道情况信息采集并存储起来，然后利用计算机对记录到的管道信息进行分析，从而了解管道的状况。该方法可用于检测管道的变形、腐蚀和缺陷等。

早期人们采用水压试验方法对管道进行检测，该方法只能证明水压试验时管道哪些部分不能承受试验压力，它不能提供管道的详细信息，并且水压试验需要停输进行，检测成本较大。而利用智能检测器进行检测，是在不停输的情况下检测管道状况，不仅成本低而且可靠性高。目前常用的内检测器主要有基于超声波原理的检测器和基于漏磁原理的检测器两种。前者是用超声波直接测量管道壁厚，从而发现管道由于腐蚀等原因导致的壁厚变化；而后者是通过检测器上的磁铁将经过的那段管道磁化，磁力线在管壁中通过，但当管道上有缺陷时，该缺陷所在之处的磁通量发生泄漏。检测器根据这一原理将管道上各处磁通量泄漏情况记录下来，经分析后可确定管道状况。前者的优点是准确性高，但要求在检测前彻底清除管壁的蜡；后者对管道清洁状况要求相对较低，比较适合我国原油含蜡较高的特点；但检测精度和超声波检测器比较相对低一些，且对检测管道上的轴向裂缝有一定困难。但就我国管道状况而言，漏磁检测器完全满足管道检测和维修的精度要求，在我国具有广泛的应用前景。

1.2.2 管道检测经济效益分析

管道检测不仅对保证管道安全是十分重要的，而且从长远来看，其经济效益也是可观的。根据管道维护的策略不同，我们可以将管道维护分为主动维护和被动维护两种。主动维护是指在智能检测器对管道实施内检测，全面掌握管道状况的基础上，专家根据管道安全整体策略，全面考虑各方面因素对检测结果进行综合评判，确定管道维修计划和方案，最后由管道业主依此方案对管道进行维修。

对管道进行主动维护的费用主要包括：

1）管道检测的费用；

2）用于专家评估的费用；

3）管道维修的费用。

而被动维护是指当管道因腐蚀等原因发生泄漏事故之后，不得不进行的抢修。

管道事故发生后被动维护付出的主要代价和损失包括如下几个方面：

1）管道泄漏导致输送介质损失；

2）管道事故发生后，导致管道停输造成的损失；

3）管道事故造成的环境污染及人身安全伤害损失；

4）管道事故发生后，对管道进行抢修付出的代价。而管道抢修工程比主动维护时进行的有计划的维修难度要大得多，付出的代价也大得多。

其中环境污染造成的损失和危害最为严重，其经济价值是难以估量的。

国外有关资料介绍了更换一条管道、被动维护和主动维护三种管道不同安全策略的投资情况，见表1-6。

表1-6 三种管道安全策略成本比较

图1-1 管道检测经济效益比较

周期性管道检测和用于专家评估的投资可以从减少管道事故的损失中得以补偿。图1-1给出了进行管道检测与不进行管道检测时管道维护经济效益比较情况。

1.2.3 国内外管道检测现状

1.国外管道检测情况

由于管道安全具有特殊的重要性，管道发达的西方国家早在20世纪50年代就开始了管道检测技术研究。1965年国际著名的管道检测公司之一美国TUBO-SCOPE公司首次采用漏磁检测器对管道实施了内检测；1973年英国天然气（British Gas，简称BG）公司第一次采用漏磁检测器对其管辖的一条直径为600mm管道成功地进行了内检测。此后，采用各种先进技术的新型检测器不断问世，特别是20世纪80年代末90年代初以来，计算机技术的飞速发展为研制高效新型检测设备提供了强有力的技术保证，检测器体积不断缩小，技术含量越来越高，检测器的效率和可靠性也有明显改进，它们为保证管道的安全运行、减少管道事故造成的危害和损失发挥了重大作用。

基于对安全、经济、环境等各方面因素考虑，各国政府对管道内检测越来越重视，许多国家都制定了相应的管道检测法规。例如，1988年10月美国国会通过了管道安全再审定条例，要求运输部研究与专业计划管理处（RSPA）制定联邦最低安全标准，以使所有新建及更新管道都能适应智能内检测器检测的要求；加拿大标准协会已制定出管道内检测器用于危险性液体和气体管道的标准，加拿大国家能源委员会1995年采用这些标准，作为法规条例，强制实施管道内检测。

不仅如此，他们还根据管道所处的不同特殊状况，定期对管道实施再检测，及时准确把握管道状况，从中找出管道腐蚀的特殊规律，从而对管道未来状况做出科学分析预测，并根据管道完整体系规范对一些有严重缺陷的管道及时修复，真正做到防患于未然。

2.国内管道检测现状及我们的对策

我国石油天然气管道工业自20世纪70年代以来有很大发展，管道安全问题也越来越引起有关部门的重视。80年代以来，我国开始进行管道检测器的研制开发工作，取得了一些成果。同时，也陆续从国外引进了一些先进的检测设备，对几条原油管道成功地实施了内检测，取得了令人满意的检测结果。

尽管如此，我们和世界先进管道检测水平相比还有较大差距，管道检测工作尚属起步阶段，已检测的管道数量不足管道总量的1/10，而且尚未对任何管道进行再检测。由于各方面的原因，某些管道经营管理者对管道检测的重要性认识不足，没有充分认识到管道事故危害性。我们要加强管道检测重要性的宣传，政府有关部门应尽快制定管道安全检测有关法规，根据优选方案制定全国管道检测计划，力争尽快对全部管道实施内检测，并且定期进行管道再检测，建立管道检测信息数据库，从中找出各条管道的腐蚀规律，从而对管道现状及未来安全状况作出科学预测，采取有效措施，避免管道事故的发生。同时，还要加快智能检测器的国产化步伐，尽快赶上国际管道检测先进水平。

管道内检测是管道安全体系的重要组成部分，是保证管道安全的最经济有效的方法。我们应尽快采取有效措施，制定管道检测规范，建立完整的管道安全保证体系，并依此有计划有步骤地对管道实施智能内检测，保证管道安全平稳运行。