管道機器人打造中國特檢新名片

李希平

在高端裝備產(chǎn)業(yè)展覽廳，一臺長達3米的大型設(shè)備實物在展廳中間展出，吸引了參觀領(lǐng)導(dǎo)和觀眾駐足觀看。這臺設(shè)備由三節(jié)管裝結(jié)構(gòu)組成，閃亮的不銹鋼艙體、橙紅色的阻尼碗、精巧的里程記錄和轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，無不顯示出設(shè)計和制作的精良。最吸引觀眾的，還是該機器人尾部的“傘裝”傳感器保持架。這部分結(jié)構(gòu)，占到了設(shè)備總長的近三分之一，每一根螺旋狀的架條上，密布著精密的傳感器。

“媽媽，這是機器章魚嗎？”一個小朋友的話引得大家哄堂大笑?！斑@是管道內(nèi)檢測機器人，”解說員熱情地向觀眾介紹道，“請大家觀看視頻介紹，里面用模擬動畫的方式介紹了機器人的功能。”

山東省電視臺等多家媒體對這臺機器人的主要研發(fā)人員，山東省特檢院公司張峰總經(jīng)理進行了采訪?！斑@是我們自主研發(fā)的國內(nèi)首臺壓電超聲管道內(nèi)檢測機器人！”張峰在向記者介紹時自豪地說到，“這臺設(shè)備用于對埋地長輸油氣管道進行檢測，能夠一次性檢測管壁腐蝕、裂紋損傷等類型缺陷，能夠快速完成數(shù)據(jù)分析，準確定位、精確測量，是保障長輸油氣管道安全運行的重要核心裝備?！?/p>

短短的幾段話，難以概括項目研發(fā)團隊歷經(jīng)四年攻關(guān)的艱辛。

敢于爭先

石油、天然氣是經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的主要能源，而長輸油氣管道便是鏈接源產(chǎn)地和消費終端的重要基礎(chǔ)設(shè)施。從上世紀七十年代初開始，我國開始大規(guī)模的長輸管道建設(shè)，龐大的管網(wǎng)系統(tǒng)，支撐起國家經(jīng)濟的快速發(fā)展。但隨著時間的推移，長輸管道的安全問題越來越受到各國關(guān)注。長輸管道一旦發(fā)生事故，將會嚴重影響生產(chǎn)生活，危及人民群眾生命財產(chǎn)安全。山東省作為重要的能源生產(chǎn)、進口和消費大省，現(xiàn)有長輸油氣管道60余條，總長近一萬公里，其中服役20年及以上的管道超過20%，管道安全運行與檢驗保障都面臨著嚴峻的考驗。

2015年我國頒布了首部油氣長輸管道完整性管理的國家標準，及時對管道狀況進行全面檢測，獲取管道狀況實際數(shù)據(jù)，是開展管道完整性管理的前提。而我國管道內(nèi)檢測技術(shù)起步較晚，缺乏核心檢測設(shè)備和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，長期以來依賴國外公司提供檢測服務(wù)。目前較為成熟的管道內(nèi)檢測技術(shù)大都掌握在美國、德國、英國等少數(shù)幾個國家的公司手里。國外公司只提供檢測服務(wù)、不提供核心設(shè)備，且每次現(xiàn)場檢測后，需將數(shù)據(jù)傳輸至國外進行分析處理，數(shù)月后才能得到檢測結(jié)果。這嚴重制約了我國管道安全保障，并影響國家重要設(shè)施的信息安全。

在項目立項會上，各方面代表發(fā)出了不同的疑問。

“我們作為檢驗機構(gòu)，有什么設(shè)備就用什么嗎？”

“項目投資太大了，而且會動用大量技術(shù)人員，萬一……”

在項目立項會上，內(nèi)部專家表達了擔憂。

“作為省級機構(gòu)，敢于向最高精尖的項目攻關(guān)，精神是好的，但是……”

“幾家國家級的機構(gòu)，已經(jīng)開展了前期研究，但……”

來自國內(nèi)知名機構(gòu)的專家委婉地對項目成功表示了擔心。

“作為特檢人，解決不了長輸管道內(nèi)檢測問題，就辜負了國家和人民賦予我們的職責！”張峰打斷了參會人員的議論，做出了攻克難題的豪邁誓言——“我們有信心，有能力組織好項目攻關(guān)，一定開發(fā)出我們自己的核心裝備?！?h3>艱辛歷程

2018年的春節(jié)前夕，最冷的時節(jié)，在山東省東營市黃河入?？诘臑┩可?，幾個年輕的小伙子，打著赤膊，站在齊腰深的水中，奮力抬起剛剛從管道里涌出的機器人。寒風中，濺起的水花，在他們身上凝結(jié)成霜，又被汗水融化。

這是管道內(nèi)檢測機器人首次現(xiàn)場測試試驗。

由于試驗場地排水設(shè)施出現(xiàn)故障，在機器人即將完成檢測時，積水已經(jīng)齊腰深?！安荒茏寵C器落入積水中！”現(xiàn)場指揮大聲喊道。參加試驗的年輕技術(shù)人員心里都明白，這是山東特檢研制出的首臺管道內(nèi)檢測機器人，一旦落入積水中，泥沙會對機器人精密結(jié)構(gòu)造成損傷，并影響數(shù)據(jù)讀取。沒有人發(fā)令，幾個人迅速脫掉棉衣，向水潭沖去……

與四年無數(shù)個不眠之夜的研發(fā)、試驗、改進相比，現(xiàn)場出現(xiàn)的感人一幕，在研發(fā)團隊看來顯得不值一提。國際上常見的管道內(nèi)檢測器主要有三種類型，分別是漏磁、電磁超聲和壓電超聲，這三類原理的檢測器在工作原理、使用方法、檢驗特點上大不相同。項目組經(jīng)過國內(nèi)外調(diào)研，慎重的選擇了最符合我國管道安全保障技術(shù)需求的壓電超聲檢測方法進行開發(fā)。

沒有先例、沒有資料，項目組從最原始的檢測機理和裝置結(jié)構(gòu)開始研發(fā)?！八匈Y源，優(yōu)先保障項目研發(fā)！”張峰總經(jīng)理在項目開始階段便給予了最大支持。海外歸來的技術(shù)專家、國內(nèi)名牌高校畢業(yè)的博士研究生、長期扎根檢驗一線的高級工程師，組成了項目研發(fā)團隊。機加工車間、數(shù)據(jù)分析中心、模擬實驗場地，相繼建成。經(jīng)過四年艱苦拼搏，高精度壓電超聲波檢測、實時超聲波檢測信息處理算法、耐高壓壓電超聲波探頭以及大數(shù)據(jù)后處理分析等核心技術(shù)取得了成功，國內(nèi)首臺管道內(nèi)檢測機器人在山東特檢閃耀誕生！

成效顯著

2019年1月，渤海油田腹地，一場國產(chǎn)管道內(nèi)檢測系統(tǒng)與國外系統(tǒng)的比武正在進行。這場比試，涉及到山東特檢研發(fā)的國內(nèi)首臺管道內(nèi)檢測系統(tǒng)的定型，更是國產(chǎn)設(shè)備與國外設(shè)備真刀真槍的較量。

十幾個小時過后，兩臺設(shè)備都完成了檢測。國外公司技術(shù)人員一邊擦拭著設(shè)備，一邊懷疑地看著山東特檢的技術(shù)人員已經(jīng)開始從檢測機器人向分析系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。當天晚上，一套完整的分析結(jié)果，交到了業(yè)主手里。業(yè)主組織技術(shù)人員認真地審查檢測結(jié)果?！暗葒夤境隽私Y(jié)果，再做開挖驗證吧！”

一周后，業(yè)主首先選擇了兩份檢測結(jié)果有明顯不同的標段進行開挖驗證?！斑@條焊縫有外腐蝕缺陷！”在泥土中裸露出的管道焊縫呈現(xiàn)出明顯的腐蝕凹痕?！伴L度4.5毫米，深度7毫米……”業(yè)主檢測人員現(xiàn)場測量并逐項報出數(shù)據(jù)。這個缺陷點是中方檢出的，外方檢測人員只能報以一臉的無耐。

奮勇直追

“奮進的山東”展覽籌備期間，研發(fā)團隊從檢測現(xiàn)場直接將機器人運到了展會現(xiàn)場，以最真實的狀態(tài)接受全省人民的檢閱。作為本次展覽中展出的最大實體設(shè)備，管道內(nèi)檢測機器人，受到省領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注。對省院公司通過事故分析總結(jié)失效原因、研發(fā)新型檢測技術(shù)，并通過檢驗推廣應(yīng)用，及時消除設(shè)備安全隱患、保障安全生產(chǎn)的工作思路和發(fā)展理念表示充分肯定。

“油氣長輸管道工作環(huán)境非常復(fù)雜，且管道口徑差別很大，對管道內(nèi)檢測設(shè)備的通勤保障能力有較高的要求。我們目前取得的成果還只是良好的開端?！泵鎸τ浾叩牟稍L，張峰總經(jīng)理謙虛的說道，“下一步我們還將繼續(xù)努力，在設(shè)備系列化、功能復(fù)合化、數(shù)據(jù)分析智能化等方面繼續(xù)開展研究，為保障國家重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全運行，貢獻山東特檢方案，為我國高端檢測事業(yè)的發(fā)展，打造中國特檢新名片?！?/p>