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四大管道的基本原理和方法

作者:河北鹏鑫管道装备集团有限公司 浏览: 发表时间:2020-06-03 16:51:46

       上述检测技术在一定程度上为长距离输送管道的安全检测提供了可能,但是这些方法又都是以管道泄漏为前提的。然而,在油气泄漏后进行检测,存在环境污染和爆炸的威胁,并不是理想的长距离输送管道检测方法。利用管道机器人,也称为管爬机( Pipe Pig)在管道中爬行实现管道的缺陷检测是长距离输送管道的另外一种思路。该项技术已经在长距离输送管道中获得了较好的应用评价。它可以携带一种或多种传感器及操作装置,如CCD摄像机、位置和姿态传感器、超声波传感器、四大管道、管道清理装置、管道裂纹及管道接口焊接装置、防腐喷涂装置、简单的操作机械手等,在操作人员的控制下进行一系列管道检测维修作业团。一套完整的管道机器人系统,由移动载体行走机构)、管道内部环境识别检测系统、信号传递和动力传输系统、控制系统组成,其中移动载体是管道机器人的核心部分。据文献【8】介绍,管爬机借助髙精度漏磁或超声传感器阵列,依靠先进的信号处理和数据存储系统,结合地面解析分析设备可检测出管道內2~3mm的壁厚变化、腐蚀坑、裂纹及应力情况,并将缺陷定位在1m之内。管道机器人为长距离输送管道的早期缺陷检测提供了良好的解决方法,但是由于管道是封闭系统,而且其内部存在水平直管、弯管、斜坡管、垂直管、三通及变径等,在很大程度上对管道机器人提出了更高的设计要求。

       另外,四大管道检测还需要清空管道内的介质,不能满足在线检测。20世纪90年代末,欧洲、美国一些学者、企业提出了超声导波检测技术,该方法沿着管道长度方向激发低频应力波,具有衰减低、传播距离长等优点,只需要一个测点就可对较长距离输送管道实现检测,且不需要清空管道,可以实现管道的在线检测长距离输送管道的无损检测提供了新的思路。本书将针对管道超声导波的检测原理、仿真技术及实验技术进行较为全面的介绍。考虑超声导波在经过长距离传播后,由于衰减、频散、模态转换等特性,将呈现为强噪声下的弱信号特征,为了提高强噪声下弱信号的检测能力本书提出了利用混沌敏感性检测强噪声下弱导波信号的检测技术,该技术有望进一步扩展超声导波的检测距离和提高检测灵敏度。本书第1章介绍管道运输与常规的管道检测技术背景。第2章介绍超声导波的基本概念,结合 ANSYS通用软件进行有限元仿真,较为形象地介绍了超声导波检测管道缺陷的基本原理和方法。第3章介绍混沌与混沌检测技术,以及如何利用混沌系统敏感性进行弱信号检测。第4章和第5章分别介绍了以相轨图和 yapunov指数为指标的强噪声下弱导波信号的混沌检测技术,推导、分析了指标对导波信号的敏感性和对噪声信号的免疫力。第6章详细介绍了管道超声导波的实验技术,并结合混沌检测系统进行实测信号识别。第7章基于 Matlab-GUI,探讨了开发混沌检测系统的可行性,为超声导波的工程应用提供了一些参考。

       除此之外,四大管道应用于管道检测还具有其他优点。首先,超声导波声场遍布整个管道,无论是对表面缺陷还是对内部缺陷都具有定的识别精度;其次,超声导波的激发和接收全部在管道外壁进行,不需要停止油气输送作业;***,利用超声导波对油气管道进行检测,只需要在管道一个位置进行测试,便可对整个管道进行检测,对于埋地管道减少了大面积开挖,对于含外履层管道也只需要去除检测部位的外履层即可。因此,该技术具有快捷、便利、高效等特点,受到了国内外学者、工程人员的重视。


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