超声波检测技术由来已久,目前也是无损检测领域的主要方法,在液体管道中广泛应用。该技术是将超声波探头与管壁垂直入射布置,能够直接测量管道壁厚减薄的金属损失,灵敏度高,缺陷量化准确。
将超声波探头按与管壁以一定角度入射布置,可以检测裂纹类缺陷,这是管道裂纹检测的主要手段,目前国外的管道检测公司都拥有该技术。随着管道完整性管理技术水平的不断提高,业主对管道常规超声波检测的需求不断增强。
管道内检测技术在我国的发展只有不到 30 年的历史,从20世纪80年代初期,我国开始对管道检测技术进行研究,并取得了初步成果,但没有投入到实际的工业应用中。直到1994 年中国石油管道局从美国引进漏磁检测设备开始,才真正着手漏磁检测技术的研究和应用。爬行机器人的外观类似四轮的小车,装载有能够360度旋转的摄像头,并连接着150米的线缆,能够轻松爬过地上起伏的小坡,在管道内能行驶150米左右的距离。
在16年的研究与应用发展过程中,管道局的检测技术水平取得了巨大的飞跃,从***引进设备的消化吸收,到自行研制标准精度漏磁检测器,从整套检测设备的全1面国产化和系列化,到适用于输气管道的中等清晰度检测设备的技术升级,从开发高清晰度检测设备到实现高清晰度检测器的系列化与工业应用,管道局的轴向漏磁检测技术与国际上相比水平已基本接近。但对于超声波检测技术和电磁超声技术等方面研究才刚刚起步。管道内检测技术是将各种无损检测(NDT)设备加在岛清管器(PIG)上,将原来用作清扫的非智能改为有信息采集、处理、存储等功能的智能型管道缺陷检测器(***ARTPIG),通过清管器在管道内的运动,达到检测管道缺陷的目的。
随着管道的建设,各种技术监测手段也在不断发展,目前应用于管道泄漏监测的方法主要有压力梯度法、负压力波法、流量平衡法、超声波检测法、光纤传感等物理方法和一些化学方法。这些方法的特点和应用场合各不相同,纵观目前国内与国外的各种管道***监测技术,我国负压波法,流量平衡法、压力坡降等输油管道***监测技术的发展水平与水平相差无几。后者以声波泄漏检测为基础,利用管道泄漏时产生的20~40kHz范围内的特有声音,通过带适宜频率选择的电子装置对其进行采集,在通过里程轮和标记系统检测并确定泄漏处的位置。
但这些方法无法对微小***进行识别和***,而且受介质的流体的特性限制,不能用于气体管道的泄漏监测及微小泄漏的监测。在采用光纤传感技术对管道地质灾害的监测和评估方面,管道局进行了多种技术研究,研发了 BOTDR 系统和应变检测系统,该系统在应用层面上解决了如何测量管道变形与如何测量应力的问题,达到了国内***水平,部分实验方法达到了水平,在设备研发、测量精度、测量距离方面仍需提高。发射机向地下管道发送特定的高频调制电磁波信号,使地下管线带电而在其周围产生交变的电磁场,通过接收机在地表探测这种交变磁场的分布,据其数据变化规律来确定地下管道的位置、走向和埋深。
地下管线探测仪有有源工作方式和无源工作方式两种工作方式。无源工作方式用来搜索一个区域内未知的电力电缆,有源工作方式用来和***发射机信号。
1、有源方式
有源方式是将发射机发出的特定频率的信号施加到管线上,再用接收机对管线进行***和的工作方式。采用有源方式可以对管线进行精1确***、、测深,也可以对地下管线防腐层破损点进行精1确***并确定防腐层破损点的大小。
2、无源方式
无源工作方式不需要发射机,它可以搜索出一个未知区域内的电力电缆。打开接收机,选择接收机工作频率为50Hz,调节增益得到一个合适的读数并选择极或值法,以网格搜索方式在一个区域内来回搜索。提着接收机平稳地行走,使机身面与移动方向成一直线且尽可能与通过的管线呈直角状态,不要弧形摆动,因为这样会产生一些误导信号。安全文化建设是全1方位的,不仅使用单位、安装单位人员要提高安全文化素质,劳动行政部门人员、管理部门人员、检验单位人员也是一样。当接收机响应显示出有管线存在时,立即停下,精1确***管线的位置并做好标记。对穿出搜索区域范围的第条管线进行和标记。
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