第一篇:CCTV管道檢測優(yōu)勢前景介紹
文章來源:銀浩建設(shè)工程
CCTV管道檢測優(yōu)勢前景介紹
排水管道病害的檢測
城市的排水管道與人類文明的發(fā)展以及人們的日常生活密切相關(guān),從河南省登封王城崗龍山文化時期城址出土的陶制管道是我國4300多年前的城市排水管道,這是人類文明歷非常重要的一個里程碑。隨著時代的發(fā)展,城市的排水管道在現(xiàn)代化城市中的作用更加重要,近年來我國各級政府不斷加大對市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入,市政工程管網(wǎng)建設(shè)得到了前所未有的重視和發(fā)展。但是今年7月間的一場暴雨就讓北京的交通幾乎癱瘓;廣州“水浸街”的問題也是時有發(fā)生,在其它城市此類問題更是不勝枚舉。有業(yè)內(nèi)人士指出:排水設(shè)施能力低、排水體系不完善、養(yǎng)護(hù)手段落后是制約當(dāng)前城市排水能力的突出問題。
其中養(yǎng)護(hù)手段落后是。由于長期以來管道養(yǎng)護(hù)手段的局限性,現(xiàn)有的管道大多不同程度的存在滲漏、腐蝕、積泥堵塞甚至塌陷,嚴(yán)重了制約現(xiàn)有排水管道的能力。為了能夠最大限度的發(fā)揮管道的排水能力,延長管道的使用壽命,就需要對其進(jìn)行定期的檢查、評估、養(yǎng)護(hù)和修復(fù),建立一套完善的檢測評估和養(yǎng)護(hù)手段。本文借鑒一些發(fā)達(dá)國家的做法并結(jié)合國內(nèi)的一些工程實例,對排水管道的檢測評估方法做一些探討。
一、排水管道的檢測
傳統(tǒng)的檢測方法
1、觀察同條管道相間窨井內(nèi)的水位,確定管道是否堵塞。
2、觀察窨井內(nèi)的水質(zhì)成分,如上游窨井中為正常的雨污水,而下游窨井內(nèi)流出的是黃泥漿水,說明管道中間有斷裂或塌陷。
3、搖車(牛)進(jìn)行疏通。
4、發(fā)現(xiàn)道路開裂或塌陷,進(jìn)行開挖檢查。
以上的方法具有一定的盲目性,不但費(fèi)用大,而且無法對管道中的狀況進(jìn)行正確評估。
2.管道電視檢測方法
管道電視檢測在國外稱管道CCTV(Closed Circuit Television)檢測,是目前國際上用于管道狀況檢測最為先進(jìn)和有效的手段。近兩年國內(nèi)一些城市如上海、廣州、深圳等已開始引進(jìn)該類檢測系統(tǒng),并取得了非常好的效果。
管道電視檢測系統(tǒng)是由三部分組成:主控器、操縱線纜架、帶攝像鏡頭的“機(jī)器人”爬行器。主控器可安裝在汽車上,操作員通過主控器控制“爬行器”在管道內(nèi)前進(jìn)速度和方向,并控制攝像頭將管道內(nèi)部的視頻圖象通過線纜傳輸?shù)街骺仄黠@示屏上,操作員可實時的監(jiān)測管道內(nèi)部狀況,同時將原始圖象記錄存儲下來,做進(jìn)一步的分析。當(dāng)完成CCTV的外業(yè)工作后,根據(jù)檢測的錄象資料進(jìn)行管道缺陷的編碼和抓取缺陷圖片,以及檢測報告的編寫,并根據(jù)用戶的要求對CCTV影像資料進(jìn)行處理,提供錄象帶或者光盤存檔,指導(dǎo)未來的管道修復(fù)工作。從車上取出聲納探測頭,按在兩根玻璃鋼浮柱上,接上電纜線,將它連接在事先插入管道內(nèi)的鋼絲繩上,然后放入窨井內(nèi)。隨著另一方卷動鋼絲繩,聲納探測儀慢慢進(jìn)入管
道內(nèi)。隨著聲納儀在管道內(nèi)移動,檢查車上的計算機(jī)屏幕清晰地顯現(xiàn)出聲納探測儀在管內(nèi)前行的距離和管底以及管壁的積泥情況,一邊的自動記錄儀不停地記錄著檢測數(shù)據(jù),并隨即刻錄成光盤。不到1小時,近百米的管道便檢測完畢。
望著檢測出的管道積泥242MM的實測數(shù)據(jù),工地負(fù)責(zé)人神情尷尬地連連表示,將連夜再次疏通,決不再出現(xiàn)類似情況,原先還在嘮叨不休的疏通公司的負(fù)責(zé)人已不見了蹤影?;閳?zhí)法人員嚴(yán)肅地告戒工地負(fù)責(zé)人,汛期已臨近,工地施工必須規(guī)范排水行為,杜絕泥漿違法排放行為,避免人為積水對人民群眾正常生活的影響。同時,責(zé)令施工單位進(jìn)一步整改,并將視整改情況對其作出進(jìn)一步的處罰。
高科技的聲納探測“醫(yī)生”給排水管道拍片診斷,為養(yǎng)護(hù)單位“治療”管道“腸梗阻”提供了方便,也為執(zhí)法單
位的執(zhí)法工作提供了科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。聲納探測、CCTV檢測等現(xiàn)代化技術(shù)也將在城市排水和防汛工作中發(fā)揮更大的作用。
二、排水管道的病態(tài)狀況描述
通過管道電視檢測發(fā)現(xiàn)的排水管道的病態(tài)狀況在國外是采用的標(biāo)準(zhǔn)缺陷代碼來表示,代碼以英文單詞的第一個字母縮寫而成。例如:縱向裂痕為CL = Crack longitudinal;橫向裂痕為CC = Crack circumferential;復(fù)合裂痕為CM = Cracks multiple;破裂為B = Broken;管道接頭中度錯位為JDM = Joint displaced medium等等。
缺陷代碼分為
(1)結(jié)構(gòu)性代碼
(2)服務(wù)性代碼
(3)構(gòu)造
(4)其它代碼
其中結(jié)構(gòu)性代碼主要與管道的物理狀況和損壞的嚴(yán)重性有關(guān);服務(wù)性代碼與排水系統(tǒng)的狀況是否達(dá)到服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)和排水能力的損失,以及潛在的堵塞和水密性有關(guān);構(gòu)造及其它代碼是與排水系統(tǒng)的構(gòu)造及一些基本項目有關(guān)的內(nèi)容。
除了用缺陷代碼來描述管道狀況外,同時還采用距離和時鐘編號等兩個參數(shù)來定位該缺陷點(diǎn)在管道中的位置。其中距離是標(biāo)志該缺陷點(diǎn)距離檢測起始點(diǎn)(窨井)的長度。
四、應(yīng)用前景
目前許多城市大力募集資金興建污水處理廠,首先要解決的問題就是查明污水管網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀并為管網(wǎng)系統(tǒng)的改造和修復(fù)提供全面、準(zhǔn)確、科學(xué)的依據(jù)。采用CCTV管道內(nèi)窺檢測技術(shù)是最經(jīng)濟(jì)、最準(zhǔn)確、最科學(xué)的方法。筆者參與了福建某市的管道檢測工作,該市擬新建一座污水處理廠,但是由于污水管道沿河堤兩側(cè)分布,每當(dāng)河水上漲,總有大量河水涌入污水管內(nèi),這將使污水處理量和費(fèi)用大幅增加。在污水處理廠的項目論證時,專家建議投資1500萬對沿河堤兩側(cè)3.6公里的管道進(jìn)行開挖重建。這樣勢必耗費(fèi)大量資金和時間,同時也會嚴(yán)重影響居民的日常生活。后采用CCTV管道內(nèi)窺檢測方法查明了管道的全部狀況以及
涌水管道及涌水點(diǎn)的準(zhǔn)確位置,進(jìn)行定點(diǎn)修復(fù)后,該管道運(yùn)行良好。這樣,不但為國家節(jié)約了大量資金,同時也減少對城市的影響,取得了良好經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
城市道路交通的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的開腸破肚式鋪設(shè)和修護(hù)管道的方式已經(jīng)不再適應(yīng)時代的需求,非開挖管道鋪設(shè)及修補(bǔ)技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用到城市的管線工程中,在新鋪管道的竣工驗收以及管道修復(fù)前的方案設(shè)計,修補(bǔ)過程中的施工監(jiān)測以及修補(bǔ)后復(fù)測都需要CCTV管道內(nèi)窺檢測技術(shù)。筆者最近參與的廣州市內(nèi)環(huán)路排水管道修復(fù)工程,就是采用內(nèi)纏繞方式修補(bǔ)管道,CCTV實時監(jiān)測整個施工過程來完成的。
如果將管道攝像檢測的數(shù)據(jù)如:檢測報告、圖片、影像資料等作為排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)庫的一個組成部分,將極大的豐富GIS系統(tǒng)的先進(jìn)性和實用性。使排水管網(wǎng)的管理和養(yǎng)護(hù)更加科學(xué)化。
第二篇:CCTV管道內(nèi)窺檢測技術(shù)
城市排水管網(wǎng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。在城市生活中,排水管網(wǎng)是不可缺少的,被稱作城市的血管。排水管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固和功能保障是城市排水安全的重要保證。管網(wǎng)設(shè)施中,大齡管段是管理和維護(hù)的重點(diǎn)。排水管網(wǎng)的主要問題
1)南方大部分城市地下水較豐富。據(jù)同濟(jì)大學(xué)的一項調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),管網(wǎng)的病害造成老城區(qū)地下水滲入量已超過污水總量的20%。在地下水稀釋作用下,進(jìn)入城市污水處理廠的原生污水的COD等指標(biāo)降低,從而影響到污水處理廠按設(shè)計參數(shù)運(yùn)行,降低了污水處理廠的運(yùn)行效率和處理效果。在地下水長期的搬運(yùn)作用下,排水管道附近土壤流失,使路基松動。路面高低不平的情況在我國城市中隨處可見,路面塌陷危害交通安全的事故也時有發(fā)生。同時管網(wǎng)中淤泥沉積的概率大大提高,增加了設(shè)施養(yǎng)護(hù)的勞動強(qiáng)度。
2)北方大部分城市的地下水位普遍較低,大量的污水通過滲漏的方式,直接影響了地下水資源,給環(huán)境帶來了極大的隱患。同時因受雨季或污水排放的影響,使管道外部附近的土壤極易流失,給道路的安全帶來了威脅。
3)其他水源對管道的影響。當(dāng)排水管道附近存在自來水漏點(diǎn)或地下水源很豐富等情況時,也會對管道周圍基礎(chǔ)存在沖蝕作用。
4)其他方面的影響。地基的不均勻沉降,地面動荷載的長期影響,管道所處土壤的性質(zhì)等各種原因使老齡管道存在安全隱患。排水管網(wǎng)的內(nèi)窺檢測
2.1 檢測概述
我國城鎮(zhèn)排水管道的檢測長期以來都是通過簡單的量泥斗、潛望鏡以及潛水員手摸管道內(nèi)壁等方法來進(jìn)行的。主要是用于突發(fā)事件(如路面出現(xiàn)裂縫等)發(fā)生時的檢查。隨著現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展,可以對管道進(jìn)行定期檢測。管道內(nèi)窺檢測可分為排水管道功能性檢測和排水管道結(jié)構(gòu)性檢測兩大類。
1)排水管道功能性檢測。主要是以檢查管道排水功能為目的。一般檢測管道的有效過水?dāng)嗝?,并將管道實際過流量與設(shè)計流量進(jìn)行比較,以確定管道的功能性狀況。對于這類檢測出來的問題一般可通過日常養(yǎng)護(hù)等手段進(jìn)行解決。
2)排水管道結(jié)構(gòu)性檢測。主要是以檢查管道材料結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀為目的。這類檢測主要是了解管道的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀以及連接狀況,通過綜合評估后確定管道對地下水資源及市政設(shè)施是否帶來影響。對于這類結(jié)構(gòu)性問題,被檢測出來后一般需要通過修復(fù)的手段來解決。
2.2 檢測使用的設(shè)備
管道內(nèi)窺檢測可分為內(nèi)窺攝像(CCTV)檢測和管道內(nèi)窺聲納(Sonar)檢測兩大類。
1)管道內(nèi)窺攝像檢測(Close Circuit Television Inspection),主要是通過閉路電視錄像的形式,使用攝像設(shè)備進(jìn)入排水管道將影像數(shù)據(jù)傳輸至控制電腦后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的檢測。這類檢測可全面了解管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況。檢測前需要將管道內(nèi)壁進(jìn)行預(yù)清洗,以便清楚地了解管道內(nèi)壁的情況。其不足之處在于檢測時管道中水位需臨時降低,對于檢測高水位運(yùn)行的排水管網(wǎng)來說需要臨時做一些輔助工作(如臨時調(diào)水、封堵等)。
2)管道內(nèi)窺聲納檢測(Sonar Inspection),主要是通過聲納設(shè)備以水為介質(zhì)對管道內(nèi)壁進(jìn)行掃描,掃描結(jié)果以專業(yè)計算機(jī)進(jìn)行處理得出管道內(nèi)壁的過水狀況。這類檢測用于了解管道內(nèi)部縱斷面的過水面積,從而檢測管道功能性病態(tài)。其優(yōu)勢在于可不斷流進(jìn)行檢測。不足之處在于其僅能檢測液面以下的管道狀況,但不能檢測管道一般的結(jié)構(gòu)性問題。
2.3 檢測評估 針對排水管網(wǎng)的內(nèi)窺檢測,大部分發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都有完善的行業(yè)規(guī)程。我國從20世紀(jì)90年代中期開始,逐漸有單位和企業(yè)開始從國外進(jìn)口這類檢測設(shè)備。但由于使用的單位多集中在城市管理部門,適合國內(nèi)管網(wǎng)檢測技術(shù)的相關(guān)技術(shù)規(guī)程等并沒有受到行業(yè)的重視。2005年底由上海市水務(wù)局制定了國內(nèi)首份管道檢測技術(shù)規(guī)程。排水管網(wǎng)檢測評估基本內(nèi)容如下。
1)檢測設(shè)備的要求。設(shè)備能準(zhǔn)確體現(xiàn)管道的狀況(如管道的坡度、管道的內(nèi)壁狀況、管道內(nèi)缺陷點(diǎn)的距離等),設(shè)備能出色完成檢測任務(wù)(如檢測車的速度、光源的照度、鏡頭的自由度、聲納的脈沖要求、圖像的清晰度、數(shù)據(jù)線的強(qiáng)度、設(shè)備的防水、防爆等級等)。
2)檢測所需的條件。檢測管段的數(shù)據(jù)資料(如管材、敷設(shè)年代、管徑、埋深、管道連接方式、周邊的地質(zhì)狀況、管段所處地段的地理特性等)和檢測管段的現(xiàn)場條件(如管道日常的流速、水位高度、管內(nèi)及檢查井內(nèi)淤積厚度、管道所在路段的交通狀況等)。
3)現(xiàn)場檢測的要求。操作規(guī)范(如指定檢測的速度要求、攝像頭的高度要求、照度要求等),控制過程(如現(xiàn)場工程師的簽單表格等),突發(fā)情況的處理(如設(shè)備出現(xiàn)問題,或由甲方工程師現(xiàn)場提出更改意見后進(jìn)行的處理等),管道的現(xiàn)場要求(如管道內(nèi)的臨時抽水的水位要求、管道清洗的程度等)。
4)檢測項目附屬項目的要求。水流控制要求(如臨時橡膠堵塞器封堵的壓力要求、泵站配合的要求等),清洗要求(清洗所達(dá)到的程度,清洗設(shè)備壓力要求等),地面道路交通維護(hù)要求(如臨時占道方案、交通導(dǎo)流方案等)。
5)評估報告編制的要求。缺陷點(diǎn)代碼的規(guī)定(各國描述排水管網(wǎng)的缺陷點(diǎn)大致相同,主要分為功能性缺陷和結(jié)構(gòu)性缺陷,見表1),表1 排水管網(wǎng)缺陷點(diǎn)統(tǒng)計表
編制報告的內(nèi)容要求(包括項目信息、缺陷平面示意圖、缺陷點(diǎn)照片等),編制報告人員的要求(如從事培訓(xùn)的時間要求、從事培訓(xùn)人員的學(xué)歷要求、從事培訓(xùn)的機(jī)構(gòu)要求等),評估打分的要素(包括缺陷點(diǎn)的等級打分、管段所處地質(zhì)情況打分、管段所處地區(qū)重要性打分等)。
6)檢測成果的交付要求。交付成果所包括的內(nèi)容要求(如圖紙的比例要求、圖像的清晰度要求、檢測報告的完整性要求、檢測報告的條理性要求、檢測工程師的簽字要求等)。排水管網(wǎng)的非開挖修復(fù)技術(shù)
非開挖修復(fù)技術(shù)可分為以下幾大類:
1)內(nèi)襯修復(fù)技術(shù)。此技術(shù)方法主要為在舊管道內(nèi)部通過各種方式新建一條管道。此管道的管徑要比原先管道小,坡度依賴于原先管道的坡度。結(jié)構(gòu)(如環(huán)剛度)有些可以完全自立不依賴原來的管道,有些則依靠原先舊管道的結(jié)構(gòu)。此類技術(shù)就修復(fù)工藝不同可分為:翻轉(zhuǎn)固化法(CIPP)、拖入固化法、螺旋制管法、短管內(nèi)襯法、u型管拖入法、局部內(nèi)套環(huán)法等。
2)置換舊管技術(shù)。此技術(shù)類似非開挖頂管技術(shù),有漲管法、碎管法和吃管法等。主要通過外力在舊管道破壞的同時拖入新的管道,新管可以和原管管徑相同也可比原管徑大。但若新管徑比原管徑大,則需先行對管道附近其他地下管線進(jìn)行探測,避免施工過程中影響到這些管線。此技術(shù)主要運(yùn)用于給排水等橫穿道路的管道更換項目中,因為此類技術(shù)通常需要開挖相對較長的工作坑。3)其他,如局部注漿、涂層等方法。具體選擇修復(fù)工藝可通過內(nèi)窺檢測的結(jié)果進(jìn)行綜合分析,從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上制定最合理的修復(fù)方案。
目前國外很多時候?qū)⒐艿婪情_挖修復(fù)運(yùn)用于管道出現(xiàn)問題的初期,稱之為:預(yù)防性修復(fù)。此類修復(fù)的難度和成本得到有效的降低,但排水管網(wǎng)的生命力卻被增強(qiáng)。因此,在現(xiàn)代化城市排水管網(wǎng)改造過程中,管道非開挖修復(fù)可以作為很好的手段被借鑒。4 結(jié)語
排水管網(wǎng)內(nèi)窺檢測技術(shù)的進(jìn)一步完善可以很好地解決城市道路的隱患,為科學(xué)地管理排水管網(wǎng)提供先進(jìn)的技術(shù)支持。此技術(shù)還可廣泛運(yùn)用于工程交接、竣工驗收、其他工程對排水管道的影響等情況的檢測。發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將排水管網(wǎng)的定期檢測作為法規(guī)來執(zhí)行,我國建設(shè)部地下管線專業(yè)管理委員會也開始研討排水管網(wǎng)的檢測技術(shù)規(guī)程的編寫工作。
將非開挖修復(fù)作為排水管網(wǎng)初期出現(xiàn)問題的解決方法,相信不管從經(jīng)濟(jì)效益還是從社會效益的角度分析都是值得推薦的好方法。
第三篇:管道檢測
油氣管道檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及分析比較
201120392 左敏
摘要:本文介紹了當(dāng)今國內(nèi)外較為成熟、先進(jìn)的管道外檢測(涂層檢測)和管道內(nèi)檢測(智能檢測)技術(shù)和方法,并對部分檢測方法作了比較,指出了其優(yōu)缺點(diǎn)。為我國油氣管道檢測技術(shù)的發(fā)展提供了建議。
關(guān)鍵詞:油氣管道 外檢測 內(nèi)檢測 比較
引言
管道作為大量輸送石油、氣體等能源的安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸手段,在世界各地得到了廣泛應(yīng)用,為了保障油氣管道安全運(yùn)行,延長使用壽命,應(yīng)對其定期進(jìn)行檢測,以便發(fā)現(xiàn)問題,采取措施。管道外檢測技術(shù)
管道外檢測技術(shù)又稱為涂層檢測技術(shù)。埋地管道通常采用涂層與電法保護(hù)共同組成的防護(hù)系統(tǒng)聯(lián)合作用進(jìn)行外腐蝕控制,這2種方法起著一種互補(bǔ)作用:涂層使陰極保護(hù)既經(jīng)濟(jì)又有效,而陰極保護(hù)又使涂層出現(xiàn)針孔或損傷的地方受到控制。該方法是已被公認(rèn)的最佳保護(hù)辦法并已被廣泛用于對埋地管道腐蝕的控制。
涂層檢測技術(shù)是在對管道不開挖的前提下,采用專用設(shè)備在地面非接觸性地對涂層綜合性能進(jìn)行檢測,科學(xué)、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)地對涂層老化及破損缺陷定位,對缺陷大小進(jìn)行分類統(tǒng)計,同時針對缺陷大小、數(shù)量進(jìn)行綜合評價并提出整改計劃,以指導(dǎo)管道業(yè)主對管道涂層狀況的掌握,并及時進(jìn)行維護(hù),保證涂層的完整性及完好性。
國內(nèi)實施管道外檢測技術(shù)始于20世紀(jì)80年代中期,檢測方法主要包括標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測、皮爾遜(Pearson)檢測、涂層絕緣電阻測試、管內(nèi)電流測試等。檢測結(jié)果對涂層的總體評價起到了重要作用,但在缺陷準(zhǔn)確定位、合理指導(dǎo)大修方面尚有較大的差距。近年來,通過世界銀行貸款以及與國外管道公司交流,管道外檢測設(shè)備因價格相對較為便宜,操作較為方便,國外管道外檢測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國內(nèi)長輸油氣管道涂層檢測,目前國內(nèi)管道外檢測技術(shù)基本上達(dá)到先進(jìn)發(fā)達(dá)國家水平,在實際工作中應(yīng)用較為廣泛的外檢測技術(shù)主要包括:標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測、皮爾遜檢測、密間距電位測試、多頻管中電流測試、直流電位梯度測試。
1.1標(biāo)準(zhǔn)管/地電位檢測技術(shù)(P/S)該技術(shù)主要用于監(jiān)測陰極保護(hù)效果的有效性,采用萬用表測試接地CU/CuSO4電極與管道金屬表面某一點(diǎn)之間的電位,通過電位距離曲線了解電位分布情況,用以區(qū)別當(dāng)前電位與以往電位的差別,還可通過測得的陰極保護(hù)電位是否滿足標(biāo)準(zhǔn)衡量涂層狀況。該法快速、簡單,現(xiàn)仍廣泛用于管道管理部門對管道涂層及陰極保護(hù)日常管理及監(jiān)測中。
1.2皮爾遜檢測技術(shù)(PS)該技術(shù)是用來找出涂層缺陷和缺陷區(qū)域的方法,由于不需陰極保護(hù)電流,只需要將發(fā)射機(jī)的交流信號(1000Hz)加載在管道上,因操作簡單、快速曾廣泛使用于涂層檢測中。但檢測結(jié)果準(zhǔn)確率較低,易受外界電流的干擾,不同的土壤和涂層電阻都能引起信號的改變,判斷是否缺陷以及缺陷大小依賴于操作員的經(jīng)驗。
1.3密間距電位測試技術(shù)(CIS、CIPS)密間距電位檢測(Close Interval Survey)和密間距極化電位(Close Interval Potential Survey)檢測類似于標(biāo)準(zhǔn)管/地電位(P/S)測試法,其本質(zhì)是管地電位加密測試和加密斷電電位測試技術(shù)。通過測試陰極保護(hù)在管道上的密集電位和密集極化電位,確定陰極保護(hù)效果的有效性,并可間接找出缺陷位置、大小,反映涂層狀況。該方法也有局限性,其準(zhǔn)確率較低,依賴于操作者經(jīng)驗,易受外界干擾,有的讀數(shù)誤差達(dá)200~300mV。
1.4 PCM多頻管中電流測試
多頻管中電流法是檢測涂層漏電狀況的新技術(shù),是以管中電流梯度測試法為基礎(chǔ)的改進(jìn)型涂層檢測方法。它選用了目前較先進(jìn)的PCM儀器,按已知檢測間距測出電流量,測定電流梯度的分布,描繪出整個管道的概貌,可快速、經(jīng)濟(jì)地找出電流信號漏失較嚴(yán)重的管段,并通過計算機(jī)分析評價涂層的狀況,再使用PCM儀器的“A”字架檢測地表電位梯度精確定位涂層破損點(diǎn)。該方法適于不同規(guī)格、材料的管道,可長距離地檢測整條管道,受涂層材料、地面環(huán)境變化影響小,適合于復(fù)雜地形并可對涂層老化狀況評級;可計算出管段涂層面電阻Rg值,對管道涂層劃分技術(shù)等級,評價管道涂層的狀況,提出涂層維護(hù)方式。采用專用的耦合線圈,還可對水下管道進(jìn)行涂層檢測。
1.5直流電位梯度(DCVG)方法
該方法通過檢測流至埋地管道涂層破損部位的陰極保護(hù)電流在土壤介質(zhì)上產(chǎn)生的電位梯度(即土壤的IR降),并依據(jù)IR降的百分比來計算涂層缺陷的大小,其優(yōu)點(diǎn)在于不受交流電干擾,通過確定電流是流人還是流出管道,還可判斷管道【1】 是否正遭受到腐蝕。1.6幾種測試方法的比較
各種涂層缺陷檢測技術(shù)都是通過在管道上加載直流或交流信號來實現(xiàn)的,不同的僅是在結(jié)構(gòu)上、性能上、功用上的差異。為克服單一檢測技術(shù)的局限性,綜合幾種檢測方法對涂層缺陷進(jìn)行檢測,可以彌補(bǔ)各項技術(shù)的不足。對于有陰極保護(hù)的管道,可先參考日常管理記錄中的(P/S)測試值,然后利用CIPS技術(shù)測量管道的管地電位,所測得的斷電電位可確定陰極保護(hù)系統(tǒng)效果,在判斷涂層可能有缺陷后,利用DCVG技術(shù)確定每一缺陷的陰極和陽極特性,最后利用DCVG確定缺陷中心位置,用測得的缺陷泄漏電流流經(jīng)土壤造成的IR降確定缺陷的大小和嚴(yán)重性,以此作為選擇修理的依據(jù)。對于未施加陰極保護(hù)的管道,可先用PCM測試技術(shù)確定電流信號漏失較嚴(yán)重的管段,然后在使用PCM的“A”字架或皮爾遜檢測技術(shù)精確定位涂層破損點(diǎn),確定涂層破損大小。PCM測試技術(shù)也可用于具有陰極保護(hù)的管道,其檢測精度略低于DCVG技術(shù)。
由于所有涂層檢測技術(shù)均是在管道上施加電信號,因此各種技術(shù)均存在一些不足,對某些涂層缺陷無法查找,如部分露管涂層破損處管體未與大地接觸,信號因不能流向大地形成回路,只能通過其他手段查找;因屏蔽作用,不適用于加套管的穿越管線;所有技術(shù)均不能判定涂層是否剝離。
2管道內(nèi)檢測技術(shù)
管道內(nèi)檢測技術(shù)是將各種無損檢測(NDT)設(shè)備加載到清管器(PIG)上,將原來用做清掃的非智能PIG改為有信息采集、處理、存儲等功能的智能型管道缺陷檢測器(SMART PIG),通過清管器在管道內(nèi)的運(yùn)動,達(dá)到檢測管道缺陷的目的。早在1965年美國Tuboscopc公司就已將漏磁通(MFL)無損檢測(NDT)技術(shù)成功地應(yīng)用于油氣長輸管道的內(nèi)檢測,緊接著其他的無損內(nèi)檢測技術(shù)也相繼產(chǎn)生,并在嘗試中發(fā)現(xiàn)其廣泛的應(yīng)用前景。
內(nèi)檢測器按功能可分為用于檢測管道幾何變形的測徑儀、用于管道泄漏檢測儀、用于對因腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷檢測的漏磁通量檢測器、用于裂紋類平面型缺陷檢測的渦流檢測儀、超聲波檢測儀以及以彈性剪切波為基礎(chǔ)的裂紋檢測設(shè)備等。下面對應(yīng)用較為廣泛的幾種方法進(jìn)行簡要介紹。
2.1測徑檢測技術(shù)
該技術(shù)主要用于檢測管道因外力引起的幾何變形,確定變形具體位置,有的采用機(jī)械裝置,有的采用磁力感應(yīng)原理,可檢測出凹坑、橢圓度、內(nèi)徑的幾何變化以及其他影響管道有效內(nèi)徑的幾何異?,F(xiàn)象。
2.2泄漏檢測技術(shù)
目前較為成熟的技術(shù)是壓差法和聲波輻射方法。前者由一個帶測壓裝置儀器組成,被檢測的管道需要注以適當(dāng)?shù)囊后w,泄漏處在管道內(nèi)形成最低壓力區(qū),并在此處設(shè)置泄漏檢測儀器;后者以聲波泄漏檢測為基礎(chǔ),利用管道泄漏時產(chǎn)生的20~40kHz范圍內(nèi)的特有聲音,通過帶適宜頻率選擇的電子裝置對其進(jìn)行采集,再通過里程輪和標(biāo)記系統(tǒng)檢測并確定泄漏處的位置。
2.3漏磁通量檢測技術(shù)(MFL)在所有管道內(nèi)檢測技術(shù)中,漏磁通量檢測歷史最長,因其能檢測出管道內(nèi)、外腐蝕產(chǎn)生的體積型缺陷,對檢測環(huán)境的要求低,可兼用于輸油和輸氣管道,可間接判斷涂層狀況,其應(yīng)用范圍最為廣泛。由于漏磁通量是一種相對低噪音過程,即使沒有對數(shù)據(jù)采取任何形式的放大,異常信號在數(shù)據(jù)記錄中也很明顯,其應(yīng)用相對較為簡單。值得注意的是,使用漏磁通檢測儀對管道檢測時,需控制清管器的運(yùn)行速度,漏磁通對其運(yùn)載工具運(yùn)行速度相當(dāng)敏感,雖然目前使用的傳感器替代傳感器線圈降低了對速度的敏感性,但不能完全消除速度的影響。該技術(shù)在對管道進(jìn)行檢測時,要求管壁達(dá)到完全磁性飽和。因此測試精度與管壁厚度有關(guān),厚度越大,精度越低,其適用范圍通常為管壁厚度不超過12mm。該技術(shù)的精度不如超聲波的高,對缺陷準(zhǔn)確高度的確定還需依賴操作人員的經(jīng)驗。[2,3] 2.4壓電超聲波檢測技術(shù)
壓電超聲波檢測技術(shù)原理類似于傳統(tǒng)意義上的超聲波檢測(UT),傳感器通過液體藕合與管壁接觸,從而測出管道缺陷。超聲波檢測對裂紋等平面型缺陷最為敏感,檢測精度很高,是目前發(fā)現(xiàn)裂紋最好的檢測方法。但由于傳感器晶體易脆,傳感器元件在運(yùn)行管道環(huán)境中易損壞,且傳感器晶體需通過液體與管壁保持連續(xù)的禍合,對耦合劑清潔度要求較高。因此僅限于液體輸送管道。
2.5電磁聲波傳感檢測技術(shù)(EMAT)超聲波能在一種彈性導(dǎo)電介質(zhì)中得到激勵,而不需要機(jī)械接觸或液體耦合。這種技術(shù)是利用電磁物理學(xué)原理以新的傳感器替代了超聲波檢測技術(shù)中的傳統(tǒng)壓電傳感器。當(dāng)電磁聲波傳感器在管壁上激發(fā)出超聲波能時,波的傳播采取以管壁內(nèi)、外表面作為“波導(dǎo)器”的方式進(jìn)行,當(dāng)管壁是均勻的,波沿管壁傳播只會受到衰減作用;當(dāng)管壁上有異常出現(xiàn)時,在異常邊界處的聲阻抗的突變產(chǎn)生波的反射、折射和漫反射,接收到的波形就會發(fā)生明顯的改變。由于基于電磁聲波傳感器的超聲波檢測最重要的特征是不需要液體耦合劑來確保其工作性能。因此該技術(shù)提供了輸氣管道超聲波檢測的可行性,是替代漏磁通檢測的有效方法。
2.6超聲波(UT)檢測和漏磁通量(MFL)檢測分析比較
超聲波(UT)檢測和漏磁通量(MFL)檢測是當(dāng)前世界上最常用的兩種油氣管道管內(nèi)智能檢測技術(shù)。這兩種技術(shù)都是很好的管內(nèi)檢測技術(shù),采用其中哪一種方法都會使管道作業(yè)者受益。但由于所要檢測的管道情況各不相同,對于究竟采用何種檢測技術(shù)較為適用的問題,則取決于很多因素。歸納起來,有以下三點(diǎn):1.所檢測管道的特點(diǎn)(包括管壁厚度,管徑變化和是否為雙徑管,是不銹鋼還是包覆管或是無縫管);2.是否有特種缺陷(包括疊層和砂眼,極小的蝕坑,溝槽狀腐蝕,環(huán)焊縫裂紋,打磨造成的金屬損失,對新管道的基準(zhǔn)測量);3.管道運(yùn)行條件(MFL和UT兩種檢測技術(shù)適用的不同運(yùn)行速度是:對MFL來說為0.3~5m/s,而對UT來說則為0.1~1m/s)。
首先,應(yīng)該懂得MFL和UT兩種檢測技術(shù)的特性。MFL技術(shù)是測量漏磁磁場的一種檢測方法,其所檢測的磁場強(qiáng)度和磁場延伸范圍均取決于缺陷的深度及其延伸范圍,但所檢測的磁場強(qiáng)度和延伸范圍也取決于諸如缺陷形狀、壁厚、磁化作用、磁化性能和磁化速度等其它一些因素。將所要測量的磁場換算成缺陷尺寸的計算方法,則是基于缺陷-尺寸的測量模型和經(jīng)驗,而且還必須考慮到許多二次影響的作用。
第一代MFL技術(shù)的測量結(jié)果極不令人滿意。英國天然氣公司和PII公司先后都開發(fā)出了一些先進(jìn)的電子設(shè)備、解析算法和軟件,從而制定出了一些新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。測量缺陷深度現(xiàn)已有了高精度的方法(在80%的置信度下為壁厚的10%)。
超聲被檢測技術(shù)在PII公司已被廣泛采用。只要鋼表面光滑,UT技術(shù)的缺陷深度檢測精度即可達(dá)到0.1mm。檢測精度在很大程度上取決于管壁表面的粗糙度。
一般來說,就缺陷深度的測量精度而言,UT裝置優(yōu)于MFL:前者為95%,后者為80%。這意味著:除了具有較高的缺陷深度測量精度外,UT的測量結(jié)果往往都在精度要求范圍內(nèi)。
對于壁厚來說,采用MFL技術(shù)有可能達(dá)到最佳的檢測結(jié)果。采用此種方法時,務(wù)必使管壁厚度為磁場所飽和。管壁較厚時,磁場強(qiáng)度應(yīng)更大,磁通量也應(yīng)更大。反之,管徑較小和管壁較薄時,達(dá)到一定的磁性便可適用。在這方面,UT技術(shù)的檢測能力優(yōu)于MFL。UT直接檢測壁厚的能力僅適用于剩余壁厚為2.5mm以上的情況。對于具有深的管內(nèi)缺陷的薄壁管而言,采用MFL裝置則是正確的選擇。
對于異徑管來說,采用UT裝置較合適。根據(jù)UT裝置超聲波傳感器載流子的設(shè)計特點(diǎn),這種裝置能夠適應(yīng)較大的內(nèi)徑變化。比如,就標(biāo)準(zhǔn)的UT裝置的設(shè)計而言,其適應(yīng)范圍為10%~15%左右,而MFL裝置則為5%~10%左右。目前已有雙直徑的UT和MFL裝置,這樣,即可滿足管徑的較大變化。
對于疊層、砂眼、溝槽狀腐蝕和環(huán)焊縫裂紋等特殊缺陷來說,受限于超聲波波束的大小,但總的說來UT技術(shù)都優(yōu)于MFL技術(shù)。特別強(qiáng)大的UT裝置還能查明與氫致裂紋(HIC)有關(guān)的疊層和砂眼。MFL技術(shù)特別適用于薄壁管或小口徑管子蝕坑的檢測。MFL裝置能夠看到長而狹窄的缺陷首末端,而難于查明缺陷的深度;UT技術(shù)則能查明整個管長上的縱向溝槽狀腐蝕的精確壁厚。環(huán)焊縫上的裂紋源于制管工藝不佳所致,UT裝置查不出這種缺陷。
打磨會導(dǎo)致極大的金屬損失,應(yīng)引起注意,由此而引起的金屬損失是很難用MFL裝置測量出來的,而UT裝置的直接壁厚測量方法更適合于此種缺陷的測量。
所謂基準(zhǔn)測量,是指利用智能裝置對某種新材料的新管線進(jìn)行基本狀況的檢查。這對管道擁有者來說可能大有好處,因為所發(fā)現(xiàn)的任何不合規(guī)定的現(xiàn)象都可根據(jù)擔(dān)保條款得到糾正。利用UT裝置對一節(jié)短管的壁厚進(jìn)行檢查(特別是無縫管),即可精確地檢查出像疊層或金屬損失、偏心、修理拋光及其它所報告的缺陷。這對制管和管道施工過程來說,同樣是一種有效的質(zhì)量檢查方法。
總之,對于所有的缺陷評估和日益發(fā)展的計算技術(shù)來說,具有較高深度測量精度的UT裝置因可減少必要的修理次數(shù)并可延長檢修計劃,因此可為用戶提供極大的節(jié)約。另一方面,從檢查輸氣管道的角度出發(fā),MFL裝置有巨大的優(yōu)勢。相比之下,UT裝置宜于在多批量的液體管道中使用,也必須在干凈的管內(nèi)運(yùn)行。因此,應(yīng)建議首先考慮在所有輸氣管道內(nèi)使用MFL裝置,而在所有液體管道內(nèi)使[2,3]用UT裝置。
2.7內(nèi)檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢
用三維圖像直觀顯示管壁缺陷是當(dāng)今國際管道內(nèi)檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢。用超聲波技術(shù)實現(xiàn)直觀顯示管壁缺陷,比較容易實現(xiàn)。用漏磁技術(shù)實現(xiàn)直觀顯示管壁缺陷則比較困難,這是由漏磁檢測技術(shù)原理決定的。漏磁檢測器的發(fā)展方向主要在兩個方面:一是提高檢測器探頭的質(zhì)量并增加探頭的數(shù)量,這樣就提高了采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量和數(shù)量,從而為數(shù)據(jù)分析提供更全面、更準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);二是提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和自動化水平,使之能夠形象直觀地描繪出管道真實狀況。其中最重要的是需要在漏磁與缺陷的對應(yīng)關(guān)系數(shù)學(xué)模型的研究上不斷做出努力。
漏磁通法與超聲波法相結(jié)合是發(fā)展的方向之一,伴隨著新技術(shù)、新工藝的不斷涌現(xiàn),管道內(nèi)檢測技術(shù)手段也日趨成熟和科學(xué),管道內(nèi)檢測設(shè)備已由單純的漏
【4】磁腐蝕檢測器向高清晰度、GPS和 GIS技術(shù)于一體的高智能檢測器發(fā)展。
3結(jié)語
總的來說,在各項技術(shù)高速發(fā)展的今天,想要真正提高我國油氣管道檢測工作的水平,首先要做的就是對各類檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)一步的完善,同時實行嚴(yán)格的檢測人員資格認(rèn)證制度,從人員技術(shù)水平上為檢測工作的有效性打下堅實的基礎(chǔ)。另外,有關(guān)研究部門也應(yīng)加強(qiáng)國際間的技術(shù)交流與合作,并在自主研發(fā)的技術(shù)和設(shè)備上投入更多的時間和精力,為早日實現(xiàn)我國油氣管道檢測工作的智能化做出自己的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 盧綺敏主編.石油工業(yè)中的腐蝕與防護(hù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001 [2] 李勇,付建華.漏磁式智能檢測技術(shù)在管道中的運(yùn)用.天然氣工業(yè),2003;23(5):116-119 [3] 李新,王昌明等.天然氣管道的內(nèi)部漏磁檢測技術(shù).天然氣工業(yè),2001;21(6):88-89 [4] 鐘家維,沈建新,賀志剛等.管道內(nèi)腐蝕檢測新技術(shù)和新方法.管道技術(shù),2003; 17(4):31~35
致謝
雖然只有短短幾個小時的接觸,但彭老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、銳意創(chuàng)新的科學(xué)研究精神,謙虛勤奮的求學(xué)風(fēng)格,使我深受教誨,謹(jǐn)在此向辛勤培養(yǎng)、教育和關(guān)心學(xué)生的彭老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。最后,感謝給予我支持和幫助的所有老師、同學(xué)和朋友們。
第四篇:CCTV檢測簡介
銀浩建設(shè)工程有限公司cctv檢測管道維護(hù)保養(yǎng)
CCTV檢測簡介
CCTV檢測(中央控制工業(yè)管道內(nèi)窺攝像)技術(shù),在國際上一些發(fā)達(dá)的國家和地區(qū),已規(guī)模應(yīng)用于對排水管道進(jìn)行系統(tǒng)檢測、防止泄漏造成的污染以及進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害(如滑坡)監(jiān)測、防治。
CCTV檢測,是一項新型的應(yīng)用工程技術(shù),它利用工業(yè)管道內(nèi)窺攝像系統(tǒng),連續(xù)、實時記錄管道內(nèi)部的實際情況;技術(shù)人員根據(jù)攝像系統(tǒng)拍攝的錄像資料,對管道內(nèi)部存在的問題進(jìn)行實地位置確定、缺陷性質(zhì)的判斷,具有實時、直觀、準(zhǔn)確和一定的前瞻性,在環(huán)境保護(hù)的積極預(yù)防、采取有針對性治理技術(shù)措施方面,為對排水管道進(jìn)行維護(hù)、排除雨、污水滯流以及防治管道泄漏污染,提供可靠的技術(shù)依據(jù)。CCTV檢測主要應(yīng)用于:
進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的污水泄漏檢測
新建排水系統(tǒng)的竣工驗收
排水系統(tǒng)改造或疏通的竣工驗收
污水處理廠通過排水系統(tǒng)接受過多的不明滲入水或承水量不足的檢測
管路淤積、排水不暢等原因的調(diào)查
可直接排放污水與須處理污水的合流情況檢測
管道的腐蝕、破損、接口錯位、淤積、結(jié)垢等運(yùn)行狀況的檢測 查找因排水系統(tǒng)或基建施工而找不到的檢修井或去向不明管段
銀浩建設(shè)工程有限公司cctv檢測管道維護(hù)保養(yǎng)
第五篇:油氣管道腐蝕檢測
油氣管道腐蝕的檢測
摘要:油氣管道運(yùn)輸中的泄漏事故,不僅損失油氣和污染環(huán)境,還有可能帶來重大的人身傷亡。近些年來,管道泄漏事故頻繁發(fā)生,為保障管道安全運(yùn)行和將泄漏事故造成的危害減少到最小,需要研究泄漏檢測技術(shù)以獲得更高的泄漏檢測靈敏度和更準(zhǔn)確的泄漏點(diǎn)定位精度。本文介紹幾種檢測方法并針對具體情況進(jìn)行具體分析。
關(guān)鍵字:腐蝕檢測
渦流
漏磁
超聲波 引言:
在油氣管道運(yùn)輸中管道損壞導(dǎo)致的泄漏事故不僅浪費(fèi)了石油和天然氣,而且泄露的有毒氣體不僅污染環(huán)境,而且對人和動物造成重大的傷害,因此直接有效的檢測技術(shù)是十分必要的,油氣管道檢測是直接利用儀器對管壁進(jìn)行測試,國內(nèi)外主要以超聲波、漏磁和禍流等領(lǐng)域的發(fā)展為代表。[1]
1、渦流檢測
電渦流效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理是電磁感應(yīng).電渦流是垂直于磁力線平面的封閉的 旋渦!狀感應(yīng)電流, 與激勵線圈平面平行, 且范圍局限于感應(yīng)磁場所能涉及的區(qū) 域.電渦流的透射深度見圖1, 電渦流集中在靠近激勵線圈的金屬表面, 其強(qiáng)度隨透射深度的增加而呈指數(shù)衰減, 此即所謂的趨膚效應(yīng).[1]
電渦流檢測金屬表面裂紋的原理是: 檢測線圈所產(chǎn)生的磁場在金屬中產(chǎn)生電渦流, 電渦流的強(qiáng)度與相位將影響線圈的負(fù)載情況, 進(jìn)而影響線圈的阻抗.如果表面存在裂紋, 則會切斷或降低電渦流, 即增大電渦流的阻抗, 降低線圈負(fù)載.通過檢測線圈兩端的電壓, 即可檢測到材料中的損傷.電渦流檢測裂紋原理見圖2.[2]
渦流檢測是一種無損檢測方法,它適用于導(dǎo)電材料。渦流檢測系統(tǒng)適應(yīng)于核電廠、煉油廠、石化廠、化學(xué)工廠、海洋石油行業(yè)、油氣管道、食品飲料加工廠、酒廠、通風(fēng)系統(tǒng)檢查、市政工程、鋼鐵治煉廠、航空航天工業(yè)、造船廠、警察/軍隊、發(fā)電廠等各方面的需求.[2] 渦流檢測的優(yōu)點(diǎn)為:1.對導(dǎo)電材料和表面缺陷的檢測靈敏度較高;2.檢測結(jié)果以電信號輸出,可以進(jìn)行白動化檢測;3.渦流檢測儀器重量輕,操作輕便、簡單;4.采用雙頻技術(shù)可區(qū)分上下表面的缺陷:5.不需要禍合介質(zhì),非接觸檢測;6.可以白動對準(zhǔn)_!:件探傷;7.應(yīng)用范圍廣,可檢測非鐵磁性材料。
渦流檢測的缺點(diǎn)為:1.只適用于檢測導(dǎo)電材料;2.受集膚效應(yīng)影響,探傷深度與檢測靈敏度相矛盾,不易兩全:3.穿過式線圈不能判斷缺陷在管道圓周上所處的具體位置;4.要有參考標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行檢測:5.難以判斷缺陷的種類。[1]
2、超聲波檢測
超聲波檢測的基本原理基本原理見圖3所示。
垂直于管道壁的超聲波探頭對管道壁發(fā)出一組超聲波脈沖后,探頭首先接收到由管道壁內(nèi)表面反射的回波(前波),隨后接收到由管道壁缺陷或管道壁外表面反射的回波(缺陷波或底波)。于是,探頭至管道壁內(nèi)表面的距離A與管道壁厚度T可以通過前波時間以及前波和缺陷波(或底波)的時間差來確定:
式中,為第一次反射回波(前波)時間,為第二次反射回波(底波或缺陷波)時間,為超聲波在介質(zhì)中的聲速、為超聲波在管道中的聲速。[3] 不過,僅僅根據(jù)管道壁厚度T曲線尚無法判別管道屬內(nèi)壁缺陷還是外壁缺陷,還需要根據(jù)探頭至管道壁內(nèi)表面的距離A曲線來判別。當(dāng)外壁腐蝕減薄時,距離A曲線不變;而當(dāng)內(nèi)壁腐蝕減薄時,距離A曲線與壁厚T曲線呈反對稱。于是,根據(jù)距離A和壁厚T兩條曲線,即可確定管道壁缺陷,并判別管道是內(nèi)壁腐蝕減薄缺陷還是外壁腐蝕減薄缺陷。[3] 超聲波檢測是通過超聲傳感器將高頻聲波射入被檢管道內(nèi),如果其內(nèi)部有缺陷,則一部分入射的超聲波在缺陷處被反射回來,再利用傳感器將反射同來的信號接收,可以檢出缺陷的位置和大小。超聲檢測的常用頻率范圍為0.5一10MHz。
管道腐蝕缺陷深度和位置的直接檢測方法,是利用超聲波的脈沖反射原理來測量管壁腐蝕后的厚度,對管道材料的敏感性小,檢測時不受管道材料雜質(zhì)的影響,超聲波法的檢測數(shù)據(jù)簡單準(zhǔn)確,能夠檢測出管道的應(yīng)力腐蝕破裂和管壁內(nèi)的缺陷。適用于大直徑、厚管壁管道的檢查。超聲波檢測具有檢測成本低,現(xiàn)場使用方便,特別適用于檢驗厚度較大的管道。[4] 超聲檢測作為一種成熟的無損檢測技術(shù)有著它白己的優(yōu)點(diǎn),但還存在以下幾個方面的不足:1.必須去除表面涂層,或者對表面進(jìn)行打磨處理,增加了勞動強(qiáng)度;2.管材為圓柱曲面,容易造成禍合不良,檢測速度慢、時間一長:3.有一定的近場盲區(qū),易造成漏檢:4.檢測結(jié)果帶有土觀因素,并與操作人員有關(guān):5.腐蝕坑底或腐蝕表面對聲波散射嚴(yán)重,造成回波信號降低;6.不適合在氣管線和含蠟高的油管線進(jìn)行檢測,具有一定局限性;7.內(nèi)、外壁回波難以判斷,容易發(fā)生誤判。
3、漏磁檢測
最適合油管探傷檢驗的方法是漏磁法, 國內(nèi)油田現(xiàn)用的舊油管修復(fù)檢測線80%,[5]以上都采用了漏磁探傷方法 漏磁檢測是以自動化為目的發(fā)展起來的一種自動無損檢測技術(shù),國外己經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。漏磁檢測的基本原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率特性之上的。鐵磁性材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于其它非鐵磁性介質(zhì)(如空氣)的磁導(dǎo)率。當(dāng)用磁場作用于被測對象并采用適當(dāng)?shù)拇怕穼⒋艌黾杏诓牧暇植繒r,一旦材料表面存在缺陷,缺陷附近將有一部分磁場外泄出來。用傳感器檢測這一外泄漏磁場可以確定有無缺陷,進(jìn)而可以評價缺陷的形狀尺寸。
鋼管缺陷瀚磁檢測原理是鋼管被永久磁鐵磁化后,當(dāng)鋼管中無缺陷時,磁力線絕大部分通過鋼管,見圖:當(dāng)管壁變薄,管內(nèi)、外壁局部被磨損,有腐蝕坑、凹坑、通孔等缺陷時,鋼管缺陷處的磁阻變大,聚集在管壁的部分磁通向外擴(kuò)張,磁力線發(fā)生彎曲井且有一部分磁力線泄翻出鋼管表面,利用磁感應(yīng)元件(霍爾元件)在鋼管表面相對切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電信號,通過對感應(yīng)電信號的特征提取來對缺陷進(jìn)行定性和定量分析。[6]
真實的缺陷具有比模擬缺陷復(fù)雜得多的兒何形狀,況且它們千差萬別地存在于不同的_1洲沖,要計算其漏磁場是很難的。在檢測中,要使它們的漏磁場達(dá)到足以形成明確顯示的程度是很有意義的,這里,必須考慮影響缺陷漏磁場強(qiáng)弱的各種因素。影響缺陷漏磁場的因素主要米口卜列三個方面。(1)磁化場對漏磁場的影響
l)當(dāng)磁化程度較低時,漏磁場偏小,且增加緩慢;2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%左右時,漏磁場不僅幅值較大,而且隨著磁化場的增加會迅速增大;3)漏磁場及其分量與鋼管表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比;4)漏磁場及其分量與磁化場方向和缺陷側(cè)壁外法向矢量之間的夾角余弦成正比。
(2)缺陷方向、大小和位置對漏磁場的影響 l)缺陷與磁化場方向垂直時,漏磁場最強(qiáng): 2)缺陷與磁化場方向平行時,粼磁場兒乎為零;3)缺陷在l:件表面的漏磁場最人,隨著離開表面中心水平距離的增加漏磁場迅速減小;4)缺陷深度較小時,隨著深度的增加漏磁場增加較快,當(dāng)深度增大到一定值后漏磁場增加緩慢;5)缺陷信號的幅值與缺陷寬度對應(yīng),缺陷長度對翻磁信號兒乎沒有影響;6)缺陷寬度相同時,隨深度的增加,漏磁場隨之增人;(3)工件材質(zhì)及工況對漏磁場的影響
鋼材的磁特性是隨其合金成分(尤其是含碳壇)、熱處理狀態(tài)而變化的,相同的磁化強(qiáng)度、相同的缺陷對不同的磁性材料,缺陷漏磁場不一樣,土要表現(xiàn)為以下二點(diǎn):(l)對于兒何形狀不同的被測物體,如果表面的磁性場相同而被測物體磁性不同,則缺陷處的漏磁場不同,磁導(dǎo)率低的材料漏磁場小:(2)被測材料相同,如果熱處理狀態(tài)不同,則磁導(dǎo)率不一樣,缺陷處的漏磁場也不同;(3)當(dāng)l:件表面有覆蓋層(涂層、鍍層)時,隨著覆蓋層厚度的增加,漏磁場將減弱。[1] 同樣漏磁檢測也存在它自己的特點(diǎn)。漏磁檢測的優(yōu)點(diǎn)是1.適用于檢測中小型管道;2.不需要禍合,檢測速度快,效率高:3.檢測靈敏度高,可靠性好;4.可對缺陷進(jìn)行量化處理:5.同磁粉相比便于操作,改善_l:作環(huán)境適合于對壁減和腐蝕坑等形式的缺陷普卉,檢測效果突出;6.易于實現(xiàn)白動化。除此之外漏磁檢測也有它的缺點(diǎn),漏磁檢測的缺點(diǎn)是:1.材料只適用于鐵磁性金屬材料,不適用I幾1卜鐵磁性金屬;2.被檢管道不能太厚,否則容易出現(xiàn)虛假數(shù)據(jù):3.很難判斷缺陷是在上表面還是在下表面:4.儀器重量比較人。
實例: 新疆某油田某天然氣管線始于西氣東輸一線主力氣田, 管徑為 1 016 mm, 管線全長約160 km。鑒于管道完整性管理要求, 油田特委托ROSEN 公司對該管線進(jìn)行了基于漏磁通原理的管道金屬損失的內(nèi)檢測工作, 其完整的內(nèi)檢測過程主要包括以下幾個步驟。
1)管道機(jī)械清洗 機(jī)械清管的主要目的是清出管內(nèi)的污物、障礙物、沉積雜質(zhì)和管壁結(jié)蠟, 最大程度地保證內(nèi)檢測效果的準(zhǔn)確性。
2)管道變徑檢測 管道變徑檢測是對管道的通過性能(最小通過直徑)進(jìn)行測試, 其檢測結(jié)果用于判斷管道能否進(jìn)行下一步的幾何檢測和漏磁檢測。3)電子幾何清管器的內(nèi)幾何檢測(EGP)電子內(nèi)幾何檢測是對管道內(nèi)的管段、設(shè)備進(jìn)行檢測并模擬漏磁通檢測的一項檢測內(nèi)容, 用以推論這條管線沒有影響ROSEN 公司CDP 檢測的主要障礙。4)漏磁通金屬損失檢測(CDP)(1)設(shè)置定標(biāo)點(diǎn) 由于內(nèi)檢測器的里程輪在如此長距離的管線中行走, 由于打滑或者彎頭的影響, 很容易導(dǎo)致累積誤差, 導(dǎo)致以后找?guī)缀稳毕蔹c(diǎn)出現(xiàn)困難。為了便于以后對此次漏磁檢測工程中檢測出來的缺陷點(diǎn)進(jìn)行開挖驗證或是進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng), 必須在管線的沿途對行走距離進(jìn)行修正。此次檢測共設(shè)置了21 個BM5 型跟蹤器和30 個BM7 型定標(biāo)點(diǎn)。平均每隔5.32 km設(shè)置一個定標(biāo)點(diǎn)對內(nèi)檢測器在管線的行走距離進(jìn)行修正。
(2)漏磁通金屬損失檢測 5)數(shù)據(jù)處理及最終報告 6)最終評價。[4] 除了這三種最常用的檢測技術(shù)之外還有磁粉檢測、滲透檢測、射線檢測等檢測方法。下面對這幾種方法進(jìn)行簡單的介紹。
4、磁粉檢測
磁粉檢測方法是美國人霍克(HOKE)1922年提出的口磁粉法是檢測鐵磁性材料表面或近表面的裂紋、折疊、夾渣等缺陷,并能確定缺陷位置和人小的一種簡單易行的方法。檢測時先將管道被檢部分磁化,在被檢測部位及周圍產(chǎn)生磁場。如果有缺陷,缺陷處磁阻比材料本身磁阻大得多,因此在缺陷處磁力線會產(chǎn)生彎曲繞行現(xiàn)象。當(dāng)缺陷位于管道表面或近表面時,一部分磁力線繞過缺陷暴露在空氣中,產(chǎn)生所謂的漏磁現(xiàn)象。在管道表面撒上鐵磁粉或涂上磁粉混濁液,則缺陷處的漏磁場會吸住部分磁粉而把缺陷顯現(xiàn)出來。
磁粉檢測所需的設(shè)備簡單,操作方便,迅速可靠,對表面缺陷檢測靈敏度高,缺陷較直觀,成本低。但缺陷的顯現(xiàn)程度與缺陷同磁力線的相對位置有關(guān),當(dāng)缺陷與磁力線垂直時顯現(xiàn)得最清楚,當(dāng)缺陷與磁力線平行時則不易顯現(xiàn)出來。只能檢測出缺陷的位置和在表面方向上的長度,不能檢測出缺陷深度,檢測靈敏度隨缺陷深度而下降。
磁粉檢測作為一種成熟的無損檢測技術(shù),土要應(yīng)川在焊縫和l;件表面或近表面裂紋檢測。因為管道土要缺陷形式是壁減和腐蝕坑,如果應(yīng)用磁粉檢測會增人勞動強(qiáng)度,工作環(huán)境惡劣,檢測效果并不是很好,所以磁粉檢測不適用于管道腐蝕的檢測工作。[7] 5滲透檢測
滲透檢測是探杏物體表面開口缺陷的一種方法,物體可以是鐵或非鐵磁性金屬材料以及非金屬材料[8]。方法是先將滲透劑滲入缺陷,在施加顯像劑以后,由I.表面上形成顯像膜,缺陷中的滲透劑就通過毛細(xì)作用被吸出至材料表面。從缺陷滲出的滲透劑以跡象的形式顯示出缺陷,并比實際缺陷大,易于發(fā)現(xiàn),肉眼就能看出材料的缺陷。
滲透探傷的優(yōu)點(diǎn)有設(shè)備、材料簡單;對表面缺陷可靠性高。而滲透檢測存在的不足之處是對表面清潔度要求高;難以確定缺陷深度;受操作人員的影響大等。[1]
6、射線檢測
射線實時成像檢驗技術(shù)是隨著成像物體的變動圖像迅速改變的電子學(xué)成像方法,和膠片射線照相檢驗技術(shù)兒乎是同時發(fā)展的。早期的射線實時成像檢驗系統(tǒng)是X射線熒光檢驗系統(tǒng),采用熒光屏將X射線照相的強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為可見光圖像[9]。對管道進(jìn)行放射線檢杳的方法是:利用放射線檢杏管道,計量壁厚腐蝕深度,管道截面部位的壁厚通過照片上的尺寸計舉,通過擴(kuò)人率算出實際壁厚。實際上利用這種方法只能計暈管道截面部位的壁厚,它不能計景截面以外的平面部位的壁厚,最主要的是射線的散射不容易控制,容易發(fā)生泄漏[10]。
7、工業(yè)CT檢測
CT技術(shù)始于20世紀(jì)70年代,首先是在醫(yī)療診斷領(lǐng)域中的成功應(yīng)用,隨后推廣到無損檢測和其他領(lǐng)域。日前在一l二業(yè)CT方面發(fā)展最快的是X射線和丫射線。在管道檢測方面,20世紀(jì)80年代初,前蘇聯(lián)就采用cT技術(shù)檢測功210mm鋁管。[11] CT成像法可顯示管道內(nèi)部的剖面圖像,優(yōu)點(diǎn)是對腐蝕和堵塞結(jié)果明顯,而且還可定量顯示腐蝕后的壁厚和結(jié)垢的堵塞率,是一種理想的檢測方法,但是普通的CT成像裝置用大電流、高功率的強(qiáng)X射線源,用兒百個檢測器組成陣列,在兒百個方向上取投影數(shù)據(jù),設(shè)備人而笨,成本太高[12] 結(jié)束語:
本文對現(xiàn)有的油氣管道腐蝕的檢測技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,現(xiàn)有的檢測技術(shù)將不斷得到改善,同時也會有新的檢測技術(shù)出現(xiàn),石油氣因為腐蝕而泄漏的事故也會不斷減少。參考文獻(xiàn)
[1]王亞東 鋼管漏磁檢測技術(shù)的研究 碩士研究生學(xué)位論文;
[2]陳曉雷 王秀琳 基于渦流技術(shù)的檢測系統(tǒng)設(shè)計 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);
[3]鐘家維 沈建新 賀志剛 喻西崇 管道內(nèi)腐蝕檢測新技術(shù)和新方法; [4]張偉 蔡青青 張磊 張勇 周衛(wèi)軍 漏磁檢測技術(shù)在新疆某油田的應(yīng)用 [5]權(quán)高軍 漏磁檢測技術(shù)在油管修復(fù)中的應(yīng)用 [6]基于小波分析的輸油管道泄漏檢測方法研究 [7]穿越河流輸油管道的安全性評估 [8]馬銘剛,程望琦,王怡之,等.無損檢測.第一版.北京:石油工業(yè)出版社,1986.1一4 [9]鄭世才.射線實時成像檢驗技術(shù).無損檢測,2000,22(7):328 [10]李艷芝,李景輝.利用圖像片判斷管道腐蝕深度的方法—可以在現(xiàn)場使用的檢卉判斷技術(shù).焊管,2003,23(2):57~59 [11]陳金根.CT技術(shù)與無損檢測.無損檢測,1991,13(4):91一95 [12]顧本立,李虹.在役管道CT檢測儀.無損檢測,2001,23(l):23~24