淺析管道內(nèi)檢測(cè)定位準(zhǔn)確性

摘 要：管道內(nèi)檢測(cè)并不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作，因?yàn)楣艿纼?nèi)部的腐蝕缺陷情況很難準(zhǔn)確的定位，這樣就讓管道的維護(hù)和檢修變得十分困難。如今，在國(guó)內(nèi)外相關(guān)人士的不懈努力下，管道腐蝕缺陷的檢測(cè)方法已經(jīng)越來(lái)越多，不過(guò)對(duì)管道內(nèi)部缺陷準(zhǔn)確定位的研究還需不斷的完善。

關(guān)鍵詞：管道內(nèi)檢測(cè)；缺陷定位；GPS定位

現(xiàn)如今，管道的運(yùn)輸已經(jīng)成為了與鐵路、公路、水路、航空運(yùn)輸同等重要的運(yùn)輸方式，它廣泛的應(yīng)用于原油、天然氣以及其它液氣產(chǎn)品的運(yùn)輸中。近些年來(lái)，我國(guó)西部的油氣田和海上的油田資源得到了有效的開(kāi)發(fā)，尤其是西氣東輸工程的啟動(dòng)，使得管道運(yùn)輸越來(lái)越為人們所重視。管道運(yùn)輸能夠安全的輸送油氣資源，不過(guò)管道的保養(yǎng)卻是十分困難的事情，管道容易老化、銹蝕，再加之突發(fā)自然災(zāi)害及人為破壞的作用，很容易導(dǎo)致管道破裂，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并遏制，極易造成資源的浪費(fèi)、環(huán)境污染，造成泄漏的話極易釀成災(zāi)禍，危害環(huán)境和人身安全。因此，長(zhǎng)輸管道泄漏的檢測(cè)和定位必須得到高度的重視。

1 管道內(nèi)檢測(cè)腐蝕缺陷的基本定位方法

1.1 里程輪定位法

里程輪法的測(cè)量會(huì)受到很多因素的影響，例如加工差異、里程輪磨損情況、里程輪靈活性以及管道內(nèi)壁的污損情況等都會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果。從定位原理的角度來(lái)談，里程輪的定位方法有一定的誤差積累性，是不夠準(zhǔn)確的，因?yàn)椴捎眠@種發(fā)法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，隨著測(cè)量距離的加大測(cè)量精度會(huì)有所下降，致使測(cè)量精度低于0.2%。所以，相關(guān)的研究人員提出許多改進(jìn)方案希望能夠解決里程輪定位法測(cè)量精度差的問(wèn)題。

1.2 加速度計(jì)定位法

所謂的加速度定位法其實(shí)是利用牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)定律的基本原理，即物體的運(yùn)動(dòng)距離是其加速度的二次積分的原理進(jìn)行的測(cè)量。具體的操作方式是在管道的內(nèi)檢測(cè)器上添加一個(gè)加速度計(jì)，詳細(xì)的記載檢測(cè)器的前進(jìn)方向的加速度，再運(yùn)用采樣時(shí)鐘，計(jì)算任意時(shí)間檢測(cè)器在管道內(nèi)經(jīng)過(guò)的距離，結(jié)合初始速度進(jìn)行測(cè)算定位。因?yàn)楣艿酪话闶莾A斜的，所以加速度計(jì)在管道內(nèi)行進(jìn)時(shí)所受的重力影響，有沿斜坡方向分力的作用，測(cè)算距離時(shí)要加入重力加速度分量。

1.3 慣性導(dǎo)航定位法

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）定位法具體說(shuō)來(lái)就是以慣性元件（陀螺儀和加速度計(jì)）來(lái)進(jìn)行管道缺陷角度和距離定位，這里的陀螺儀可以看做是角速度傳感器，它能夠測(cè)算物體在旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度，僅僅需要一次積分就能算出物體旋轉(zhuǎn)的角度。而加速度計(jì)是測(cè)量物體加速度的一種傳感器，一次積分就能算出物體的速度，如再積分一次就可以得到物體的位移。借助物體轉(zhuǎn)動(dòng)角度和加速度的綜合處理后的位移，即可實(shí)現(xiàn)缺陷定位。不過(guò)，慣性導(dǎo)航定位法也有一定的誤差，隨著時(shí)間和測(cè)量距離的加大測(cè)量的精度值會(huì)下降。

1.4 GPS技術(shù)定位法

全球定位系統(tǒng)即GPS系統(tǒng)主要有三個(gè)部分的應(yīng)用：空間部分的GPS是衛(wèi)星星座；地面控制部分的GPS是地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分的GPS是信號(hào)接收機(jī)。GPS的定位原理是：利用衛(wèi)星不間斷信息，包括星歷參數(shù)和時(shí)間等，用戶需要接收這些信息，并通過(guò)計(jì)算得到三維圖像和運(yùn)動(dòng)速度、時(shí)間等信息。運(yùn)用GPS 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集，其檢測(cè)到的泄漏定位可精確到總管線長(zhǎng)度的1%左右，與傳統(tǒng)的測(cè)量方法相比其精準(zhǔn)度提升3 倍。

2 管道內(nèi)檢測(cè)腐蝕缺陷的其他定位方法

2.1 焊縫定位法

焊縫定位法主要分為環(huán)焊縫和螺旋焊縫兩種，據(jù)不同的情況而定要適當(dāng)?shù)倪x用焊縫定位法來(lái)檢測(cè)管道內(nèi)的腐蝕缺陷。如果施工現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有條件，不能挖開(kāi)土層以確定管道受腐蝕的環(huán)焊縫的位置，可以先讓6點(diǎn)鐘螺旋焊縫暴露出來(lái)，然后根據(jù)檢測(cè)軟件上的曲線圖測(cè)算出受腐蝕缺陷的實(shí)際距離，也能夠準(zhǔn)確定位管道的腐蝕缺陷。

2.2 磁標(biāo)記定位法

就當(dāng)前的情形來(lái)看，采用磁標(biāo)記定位法時(shí)一般會(huì)在埋設(shè)管線就設(shè)置磁標(biāo)記，每隔一定距離設(shè)置一個(gè)標(biāo)記，與此同時(shí)將磁標(biāo)記的位置準(zhǔn)確的記錄下來(lái)，這樣運(yùn)用SINS（捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)）的管道檢測(cè)起來(lái)更為的方便，根據(jù)SINS系統(tǒng)的記錄還可以修正航跡，達(dá)到精準(zhǔn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。

2.3 地面標(biāo)記系統(tǒng)法

管道檢測(cè)器地面標(biāo)記系統(tǒng)也被稱作marker，也是一種管道檢測(cè)器的配套設(shè)備，它可以檢測(cè)并記錄檢測(cè)器經(jīng)過(guò)設(shè)標(biāo)參考點(diǎn)的時(shí)間，所以能夠有效的提高檢測(cè)器的定位精度。它可以在檢測(cè)前，同步檢測(cè)器電子系統(tǒng)與地面標(biāo)記器的時(shí)間，在檢測(cè)器運(yùn)行時(shí)，電子系統(tǒng)會(huì)將管道信息記錄下來(lái)，再結(jié)合地面標(biāo)記器的時(shí)間數(shù)據(jù)，便能夠得到管道缺陷的準(zhǔn)確定位。

3 有效提高腐蝕缺陷定位準(zhǔn)確性的方法

磁標(biāo)記和腐蝕缺陷是管道內(nèi)檢測(cè)定位時(shí)的兩個(gè)方面，而現(xiàn)場(chǎng)定位現(xiàn)在一般都會(huì)運(yùn)用GPS定位儀來(lái)實(shí)施，通常來(lái)講，能夠影響定位準(zhǔn)確度的因素有：（1）管道的走向。因?yàn)樵阡佋O(shè)管道的時(shí)候，受地理位置的影響是很難將管線鋪設(shè)成直線的，所以大多數(shù)的管道都會(huì)有彎曲回環(huán)的地方，對(duì)于彎路較多的管線用GPS定位的話可能會(huì)產(chǎn)生誤差，因?yàn)镚PS定位只能定位直線的距離；（2）里程輪打滑或不轉(zhuǎn)動(dòng)。是檢測(cè)器于管道內(nèi)運(yùn)作的時(shí)候，如果有里程輪打滑或不轉(zhuǎn)動(dòng)情形的出現(xiàn)，也會(huì)影響檢查的準(zhǔn)確性，因?yàn)闄z測(cè)器是憑借輸送介質(zhì)的滑行運(yùn)動(dòng)的，這樣就很容易導(dǎo)致GPS不能精確的定位；（3）受到障礙物、信號(hào)塔、高壓線等干擾。如果在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)受到以上所列物體的干擾，那么就會(huì)使GPS定位儀的信號(hào)變得很弱，無(wú)法提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使GPS無(wú)法準(zhǔn)確的定位。

根據(jù)相關(guān)檢測(cè)人員的豐富經(jīng)驗(yàn)，可以總結(jié)出以下幾種方法，用以提高管道腐蝕缺陷定位的準(zhǔn)確度：

（1）可以在運(yùn)用GPS定位管道缺陷距離時(shí)，適當(dāng)?shù)目s短實(shí)際距離，這是因?yàn)楣艿阑旧喜粫?huì)完全的按照直線鋪設(shè)，所以，相關(guān)的檢測(cè)人員在實(shí)際的操作中，可以參照相應(yīng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)算，也可以得到較為準(zhǔn)確的缺陷位置；如果所檢測(cè)的缺陷多存在于彎頭附近，就可以根據(jù)彎頭的曲率半徑進(jìn)行縮短，基本規(guī)律是曲率的半徑越大，彎頭就越長(zhǎng)，所要縮短的距離就越多。

（2）里程輪打滑也有可能是由于檢測(cè)器中油品含蠟引起的，出現(xiàn)里程輪打滑可能導(dǎo)致里程輪所轉(zhuǎn)的距離與檢測(cè)器所行進(jìn)的距離不相符，而檢測(cè)器往往要比里程輪所傳的距離遠(yuǎn)得多。比如說(shuō)當(dāng)里程輪打滑的時(shí)候，若不考慮管道自身彎曲的情況，那么檢測(cè)人員在定位時(shí)，也需要多走一二百米的距離，才能達(dá)到管道缺陷的相應(yīng)位置。

（3）信號(hào)干擾對(duì)于GPS 定位準(zhǔn)確性的影響，針對(duì)這一問(wèn)題檢測(cè)人員要找到干擾的信號(hào)源，并要根據(jù)需要調(diào)整GPS 定位儀器與干擾信號(hào)源的距離，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章列舉了當(dāng)前管道內(nèi)檢測(cè)腐蝕缺陷定位的幾種方法，并分析了影響GPS 定位準(zhǔn)確性的相關(guān)因素，提出了保障管道內(nèi)檢測(cè)腐蝕缺陷定位準(zhǔn)確性的辦法，為保障石油管道安全運(yùn)行的相關(guān)研究和實(shí)踐工作提供科學(xué)依據(jù)。

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