背景

某高原輸氣管道2001年建成投產(chǎn)。管道運營(yíng)商委托中油管道檢測技術(shù)有限責任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中油檢測）先后兩次對管道實(shí)施了內檢測，通過(guò)內檢測數據比對分析，發(fā)現途經(jīng)凍土區域4公里管段出現新的變形點(diǎn)且原有變形點(diǎn)有增長(cháng)趨勢。需要查找管道變形部位，分析變形原因，及時(shí)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(shù)，將高精度慣性測量單元（Inertia Measurement Unit，IMU）搭載于內檢測設備實(shí)現管道缺陷信息和管道中心線(xiàn)三維地理坐標同時(shí)采集，并基于IMU數據進(jìn)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(fā)現有5處變形點(diǎn)，其中4處新增變形、1處深度增加變形。

（2）定位。借助RTK靜態(tài)測量精確定位管道彎曲缺陷點(diǎn)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(diǎn)上游焊縫及缺陷點(diǎn)定位示意圖

（3）開(kāi)挖驗證。對1處深度增加變形進(jìn)行開(kāi)挖，經(jīng)觀(guān)察分析，管道外防腐層完好，與管體黏接正常。2:55到8:45時(shí)鐘位置發(fā)現管體凸起，高度25 mm，長(cháng)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?yōu)?.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(cháng)期運行的過(guò)程中由于管－土相互作用，凍土融化時(shí)會(huì )使管道向下?lián)锨�，凍土凍脹時(shí)又可能使局部管道上拱，當管道應力應變超過(guò)極限狀態(tài)將導致管道失效。精確定位管道應力應變集中位置，及時(shí)消除管道安全風(fēng)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(diǎn)關(guān)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(tài)下測繪管道三維坐標，結合高精度參考點(diǎn)GPS坐標加以修正，能夠精確描繪管道中心線(xiàn)走向圖。以高精度中心線(xiàn)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(guān)的彎曲應變，極大地方便了管道業(yè)主開(kāi)挖定位缺陷點(diǎn)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(shù)有限責任公司索富強）