長(zhǎng)輸管道無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)研究

摘要：隨著時(shí)間的流逝以及外部環(huán)境的影響，長(zhǎng)輸管道會(huì)發(fā)生一系列的變化，不可避免地會(huì)出現(xiàn)磨損與破壞而引發(fā)不可控的后果，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，其質(zhì)量直接關(guān)乎著廣大人民群眾切身權(quán)益，無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)有著無(wú)法取代的功能和優(yōu)勢(shì)，長(zhǎng)輸管道內(nèi)發(fā)生破損的現(xiàn)象將會(huì)造成巨大的污染和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此深入研究長(zhǎng)輸管道的無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)，將檢測(cè)過程的安全與可靠性落實(shí)到位，對(duì)于運(yùn)輸管道的檢測(cè)問題進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現(xiàn)與預(yù)防，對(duì)提高管線運(yùn)輸?shù)陌踩跃哂兄匾饬x。本文就長(zhǎng)輸管道無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行了研究與剖析。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道;無(wú)損檢測(cè);自動(dòng)化技術(shù)

前言

長(zhǎng)輸管道是我國(guó)重要的交通運(yùn)輸渠道，擔(dān)負(fù)著艱巨運(yùn)輸任務(wù)，長(zhǎng)輸管道是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要關(guān)鍵設(shè)施，不管在原油還是燃?xì)獾戎卮蠼煌ㄟ\(yùn)輸工程中扮演就十分重要的角色，在長(zhǎng)輸管道安裝和運(yùn)營(yíng)過程時(shí)都要對(duì)管到的工程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢查，以保證運(yùn)行的安全，為了防止因?yàn)楣艿罁p傷而影響線路的正常運(yùn)營(yíng)，運(yùn)用長(zhǎng)輸管道的無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)加強(qiáng)對(duì)于管道損傷問題的發(fā)現(xiàn)與預(yù)防，提高管道的安全可靠性，保證長(zhǎng)輸管道的質(zhì)量水平以及管線的正常運(yùn)行。

一、長(zhǎng)輸管道無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)

1.1基于爬行器的管道檢測(cè)技術(shù)

管線檢測(cè)最初只是從管材外部對(duì)焊縫進(jìn)行檢查，當(dāng)研制出纖維類的電弧焊進(jìn)行管線的焊接后，對(duì)管線焊接品質(zhì)的檢驗(yàn)就展開了，其實(shí)早期射線檢驗(yàn)和超聲波檢驗(yàn)是較為安全和高效的鋼管焊接檢驗(yàn)方式，射線檢驗(yàn)用于焊接件的檢驗(yàn)，應(yīng)用于各種材質(zhì)，對(duì)檢驗(yàn)物體外形沒有嚴(yán)格要求，由于進(jìn)行鋼管焊接檢驗(yàn)的x射線機(jī)和γ射線機(jī)等的研制成功，使得射線檢驗(yàn)技術(shù)首先應(yīng)用管材焊接檢驗(yàn)。但是，這種靠檢驗(yàn)人員手動(dòng)拿射線機(jī)對(duì)焊縫進(jìn)行檢驗(yàn)的方式準(zhǔn)確性很低，而且檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度和可靠性也深受檢驗(yàn)人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的影響，而且檢驗(yàn)人員很容易受到輻射的影響，后來(lái)隨著技術(shù)的發(fā)展研制出了自動(dòng)化的管道檢測(cè)爬行器來(lái)取代了檢驗(yàn)人員的手工檢驗(yàn)，射線檢測(cè)方法對(duì)管線焊縫中的氣孔，夾渣，疏松等大體積類缺陷的檢驗(yàn)敏感度較高，但是當(dāng)輻射方向與平面裂紋垂直時(shí)就很難檢驗(yàn)得出，只有在方向平行時(shí)才對(duì)其作出有效的檢驗(yàn)，后來(lái)由于超聲波檢測(cè)有敏感度較高，穿透力強(qiáng)，方法靈活，效率較高，成本低，對(duì)人體沒有危害等優(yōu)勢(shì)，用于檢驗(yàn)的管線焊接的模式較為簡(jiǎn)單，于是工廠也開始使用超聲波進(jìn)行檢驗(yàn)，但其在適用范圍上有較大的技術(shù)局限，還有手工焊縫的不可控因素大大限制了手工焊縫檢驗(yàn)的自動(dòng)化，因此使得在焊接檢驗(yàn)中應(yīng)用的自動(dòng)化檢驗(yàn)技術(shù)的模式與手段越來(lái)越多，而管道自動(dòng)焊接技術(shù)的研發(fā)和運(yùn)用也極大促進(jìn)了管道焊接檢驗(yàn)技術(shù)智能化的進(jìn)程。

1.2基于機(jī)器人的管道檢測(cè)技術(shù)

基于爬行器的射線檢查技術(shù)和超聲波檢查技術(shù)，只適用于在管線鋪設(shè)過程中對(duì)中小口徑管線外焊縫的檢查，而如果管線孔徑比較大或是埋設(shè)在地底不允許人靠近時(shí)，這些基于爬行器的外部檢查技術(shù)也將不能勝任工作，這就要求進(jìn)行管線內(nèi)部檢查管道檢測(cè)的自動(dòng)化機(jī)器人，由于工程機(jī)器人學(xué)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，感應(yīng)器，以及現(xiàn)代控制基礎(chǔ)理論和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為管道檢測(cè)機(jī)器人的使用提供了更安全的科技保障，自動(dòng)化超聲波檢查技術(shù)和機(jī)器連接得越來(lái)越密切，管道檢測(cè)機(jī)器人技術(shù)研發(fā)所必須注意的問題，管線檢查自動(dòng)化機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)條件下的運(yùn)動(dòng)情況，利用真空爬行的推力移動(dòng)，機(jī)器人技術(shù)操作的穩(wěn)定性和靈敏度，以及管線檢查機(jī)器人自動(dòng)檢測(cè)操作的問題，矩形掃查以及探頭的上下或左右晃動(dòng)，管道檢測(cè)機(jī)器人自動(dòng)定位和判斷缺陷情況，以解決由于焊縫外形不同而產(chǎn)生的探頭偏移和碰撞現(xiàn)象，以及是否能夠自動(dòng)記錄探頭位移和缺陷情況，而管道檢測(cè)機(jī)器人測(cè)量數(shù)據(jù)的壓縮和保存等問題以及對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的傳遞與分析，信號(hào)的識(shí)別和問題的自動(dòng)診斷，管道檢測(cè)機(jī)器人最基礎(chǔ)的技術(shù)構(gòu)成就是要有靈活的動(dòng)作式視覺控制系統(tǒng)，智能化控制系統(tǒng)和高度智能化的傳感器控制系統(tǒng)。

二、長(zhǎng)輸管道檢測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

管線在投入運(yùn)營(yíng)的早期和后期往往是事故的高峰期，在管線鋪設(shè)過程中的檢測(cè)，主要是對(duì)焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)，在管線運(yùn)用過程中的檢測(cè)，主要是對(duì)裂縫或滲漏質(zhì)量的檢驗(yàn)，前者是現(xiàn)在發(fā)展的熱點(diǎn)，后者則是將來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)，同時(shí)也是技術(shù)難點(diǎn)，目前遠(yuǎn)距離輸送管線中已經(jīng)廣泛使用了射線檢查，但無(wú)法適應(yīng)檢測(cè)對(duì)象數(shù)量急劇遞增的特點(diǎn)，因而以主動(dòng)保護(hù)為目的的周期性檢查技術(shù)能夠延長(zhǎng)管線使用壽命，對(duì)長(zhǎng)輸管線中出現(xiàn)的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并通過對(duì)材料短缺和完好的部位所反映與吸收的數(shù)值的不同，來(lái)獲得測(cè)量對(duì)象的基本數(shù)據(jù)信號(hào)，來(lái)推算出管線材質(zhì)和構(gòu)造上的質(zhì)量指標(biāo)，從而判斷問題的范圍和形狀，確定問題所在并給予解決，這樣能夠增加管線運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益并保證管道的安全可靠，檢測(cè)設(shè)備將從半自動(dòng)化，自動(dòng)化的爬行器向多功能化和智能化的機(jī)器人發(fā)展，在管道檢測(cè)中，為了減少人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，為了減輕檢測(cè)人員的工作量，需要設(shè)計(jì)能代替人進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備，爬行器雖然可以完成對(duì)管道的檢測(cè)，但只限于在管道外部或在管道鋪設(shè)過程中的檢測(cè)，對(duì)那些無(wú)法從外部進(jìn)行檢測(cè)的在役管道，海底管道或核工廠管道，就需要機(jī)器人去完成，開發(fā)高效率微型機(jī)載能源以及基于多傳感器的管道環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)是管道檢測(cè)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

不論是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)還是評(píng)估設(shè)備，都要從被檢驗(yàn)物品的測(cè)量數(shù)據(jù)中來(lái)作出更深入的剖析，對(duì)于分析結(jié)果的成因進(jìn)行剖析和處理措施的查找后得出結(jié)論，以便于從側(cè)面改善其制造工藝流程和整個(gè)生產(chǎn)過程，無(wú)損檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)有著無(wú)法替代的功能和優(yōu)勢(shì)，減少人工出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況，因此檢測(cè)自動(dòng)化技術(shù)的提高以及應(yīng)用的可靠性對(duì)長(zhǎng)輸管道運(yùn)輸有著里程碑的意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：肖亞興 男 漢 湖北武漢1990.06.29本科 助理工程師 武漢市德華測(cè)試工程有限公司 自動(dòng)化試驗(yàn)檢測(cè) 無(wú)損檢測(cè)