淺析影響管道漏磁腐蝕檢測(cè)器定位精度的因素-

1、淺析影響管道漏磁腐蝕檢測(cè)器定位精度的因素陳建軍,匙勝利(中國(guó)石油天然氣管道局管道技術(shù)公司,河北廊坊065000摘要 目前,我國(guó)管道漏磁腐蝕檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備不斷得到應(yīng)用和普及,為管道維護(hù)和管道管理提供了科學(xué)準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)。提高檢測(cè)數(shù)據(jù)和維護(hù)開挖時(shí)的定位精度,可使管道腐蝕檢測(cè)更好地為管道維護(hù)、大修服務(wù)。通過對(duì)管道漏磁腐蝕檢測(cè)器在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用,本文簡(jiǎn)要地分析了影響管道漏磁腐蝕檢測(cè)器定位精度的原因,并提出了提高檢測(cè)器定位精度的方法。關(guān)鍵詞:管道腐蝕 漏磁檢測(cè)器 定位精度 里程輪中圖分類號(hào):U178 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1004-9614(200206-0042-021 概述我國(guó)管道腐蝕檢測(cè)器是

2、20世紀(jì)80年代末新興的管道檢測(cè)設(shè)備。目前,國(guó)內(nèi)管道腐蝕檢測(cè)器主要采用管道漏磁檢測(cè)技術(shù)。通過在正常輸送油、氣管道內(nèi)投運(yùn)管道漏磁腐蝕檢測(cè)器,可以將管道上存在的異常點(diǎn)(例如:管體本身的腐蝕、缺陷、三通、閥門、焊疤、補(bǔ)丁、套管、彎頭、環(huán)焊逢、螺旋焊縫、管道變形等清晰、準(zhǔn)確地描繪出來。管道漏磁腐蝕檢測(cè)器不僅能準(zhǔn)確測(cè)量出異常點(diǎn)的深度、面積,還能準(zhǔn)確給出其軸向和周向位置,為管道維護(hù)和大修提供依據(jù)。在管道維護(hù)和大修時(shí),首先應(yīng)確定異常點(diǎn)的位置,以便準(zhǔn)確地定位開挖。所以,提高管道腐蝕檢測(cè)數(shù)據(jù)的軸向位置的定位精度是十分重要的。1 電池節(jié)總成;2 磁鐵探頭節(jié)總成;3 記錄儀里程輪節(jié)總成圖1 管道腐蝕檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖

3、2 管道腐蝕檢測(cè)器工作原理管道漏磁腐蝕檢測(cè)器一般是由電池節(jié)總成、磁鐵探頭節(jié)總成、記錄儀里程輪總成、密封皮碗組成,各倉(cāng)體間由萬向節(jié)連接(參照?qǐng)D1。電池倉(cāng)內(nèi)裝有高能鋰電池組,是整套設(shè)備的能源來源。磁鐵探頭體使管道達(dá)到磁飽和,探頭拾取管道的漏磁信號(hào),并將該信號(hào)經(jīng)放大、處理后,存儲(chǔ)到記錄儀的海量硬盤上。由于管道漏磁腐蝕檢測(cè)器在管道內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng),里程輪隨設(shè)備的運(yùn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),里程輪的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生連續(xù)的模擬信號(hào),該里程信號(hào)同樣經(jīng)過放大、整理后,存儲(chǔ)到記錄儀的海量硬盤上。密封皮碗作用是將管道密封,使皮碗前后產(chǎn)生壓差,該壓差驅(qū)動(dòng)整套設(shè)備勻速運(yùn)行。3 影響里程(輪定位精度的因素里程輪是為智能檢測(cè)器提供里程定位數(shù)據(jù)的唯一工

4、具。管道漏磁腐蝕檢測(cè)器在管道內(nèi)運(yùn)行時(shí),里程輪緊緊貼在管道內(nèi)壁隨著設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行而滾動(dòng)。里程輪臂上帶有一個(gè)霍耳元件,里程輪本身帶有32或48個(gè)小磁塊,由于里程輪的轉(zhuǎn)動(dòng),里程輪產(chǎn)生64或96個(gè)脈沖信號(hào),霍耳元件拾取該脈沖信號(hào),并經(jīng)過放大整理存儲(chǔ)到記錄議的海量硬盤內(nèi),同時(shí)得到里程數(shù)據(jù)(參照?qǐng)D2。圖2 里程輪結(jié)構(gòu)示意圖分析提高里程輪定位精度是十分重要的。對(duì)管道存在的異常點(diǎn)進(jìn)行改造或大修時(shí),應(yīng)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,然后開挖。如果異常點(diǎn)定位不準(zhǔn)確,產(chǎn)生較大偏差,管道腐蝕檢測(cè)的意義就不大了。通過管道漏磁腐蝕檢測(cè)器在實(shí)際中的應(yīng)用,總結(jié)出了以下幾個(gè)影響因素。3 1 管道清管情況管道清管是智能檢測(cè)的第一步,也是進(jìn)行智能檢

5、測(cè)必不可少的前期條件。管道清管質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響著里程定位精度。對(duì)于原油管道而言,如管內(nèi)壁的結(jié)蠟沒被徹底清理干凈,里程輪產(chǎn)生打滑現(xiàn)象,丟失里程,造成檢測(cè)數(shù)據(jù)不完整。針對(duì)該現(xiàn)象,我們采用特殊清管器清管的方法,在清管器上加裝鋼刷,以便清除管內(nèi)壁的硬蠟,直到清出的蠟量小于5kg/100km 或管內(nèi)壁結(jié)蠟厚度小于1mm 為止。3 2 跟蹤設(shè)標(biāo)跟蹤設(shè)標(biāo)是提高智能檢測(cè)定位精度必不可少的手42管道技術(shù)與設(shè)備2002年段。長(zhǎng)距離油氣輸送管道,一般為6070km設(shè)有一個(gè)加壓加熱站(即中間站,130km左右設(shè)一收發(fā)球站。管道漏磁腐蝕檢測(cè)器從發(fā)球站發(fā)出,只能在收球站收取,檢測(cè)記錄里程的起點(diǎn)為發(fā)球筒,結(jié)束里程為收球筒

6、。在這種條件下,每個(gè)異常點(diǎn)的定位只能以發(fā)球筒或收球筒作為測(cè)量時(shí)的參考點(diǎn),以便確定其位置。由于里程輪的累計(jì)誤差,這種測(cè)試方法將無法準(zhǔn)確測(cè)量出異常點(diǎn)的位置。所以,在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,我們對(duì)管道漏磁腐蝕檢測(cè)器進(jìn)行跟蹤設(shè)標(biāo),將累計(jì)誤差分割成相對(duì)誤差,從而提高定位精度。具體辦法是:開始檢測(cè)前,對(duì)被檢測(cè)的管道進(jìn)行不大于2km間距的踏線選點(diǎn)工作,以里程樁或管道標(biāo)記樁作為永久標(biāo)記點(diǎn),并在測(cè)定該點(diǎn)的管道正上方,做好永久標(biāo)記。進(jìn)行智能檢測(cè)時(shí),隨著智能檢測(cè)器在管道內(nèi)運(yùn)行,在事先選定的跟蹤設(shè)標(biāo)點(diǎn)給管內(nèi)運(yùn)行的智能檢測(cè)器發(fā)送一個(gè)地面信號(hào),該設(shè)標(biāo)點(diǎn)作為數(shù)據(jù)分析和開挖時(shí)的參考點(diǎn)(即AMG-Above Marker Ground

7、。在管道維護(hù)和大修時(shí),以該地面標(biāo)記點(diǎn)為參考點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,這樣異常點(diǎn)的最大地面測(cè)量距離不大于1km。采用跟蹤設(shè)標(biāo)點(diǎn)的辦法將大大提高異常點(diǎn)的定位精度。3 3 里程輪扭簧扭力的大小里程輪扭簧扭力的大小也是影響里程定位精度的一個(gè)重要因素。里程輪隨設(shè)備在管道內(nèi)運(yùn)行而轉(zhuǎn)動(dòng),里程輪只有緊緊貼在管內(nèi)壁,即里程輪與管內(nèi)壁的正壓力足夠大,增加里程輪與管內(nèi)壁的摩擦力,才能減小里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的打滑概率,所以,設(shè)計(jì)管道漏磁腐蝕檢測(cè)器時(shí),在里程輪扭簧正常安裝的情況下,應(yīng)使其扭力設(shè)計(jì)為最大。3 4 里程輪踏面花紋里程輪踏面花紋形狀及深淺是影響里程輪定位精度的另一因素。里程輪表面的粗糙度直接影響里程輪與管內(nèi)壁之間的摩擦系數(shù)。里程

8、輪在管道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)類似汽車在冰面上行駛,由于管內(nèi)壁結(jié)蠟的影響,導(dǎo)致里程輪打滑。為了增大摩擦系數(shù),除了增加里程輪與管內(nèi)壁的正壓力外,給里程輪表面開溝槽并滾花紋,也是提高定位精度的重要手段之一。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中,里程輪表面溝槽間距20mm,深度為3m m左右。3 5 里程輪磨損情況鋼質(zhì)里程輪直徑一般為 145mm,輪表面須經(jīng)高頻淬火,輪輻板鑲嵌小磁塊。由于里程輪踏面在均勻磨損或發(fā)生偏磨時(shí),里程輪直徑減小,導(dǎo)致里程脈沖發(fā)生變化,造成檢測(cè)數(shù)據(jù)誤差,所以里程輪直徑誤差范圍為 1 5mm,否則,更換新的里程輪。3 6 里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性和擺動(dòng)誤差里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性和擺動(dòng)也是影響里程定位精度的因素之一。里程輪轉(zhuǎn)

9、動(dòng)不靈活,增加了里程輪打滑的概率。在實(shí)際檢測(cè)過程中,曾出現(xiàn)里程輪被管內(nèi)雜物纏繞現(xiàn)象,造成里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)被卡,導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)大量丟失。里程輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈里程脈沖數(shù)為64或96個(gè),如里程輪與里程輪臂之間的擺動(dòng)縫隙過大,里程輪臂上的霍耳元件將無法感應(yīng)縫隙較大處的小磁塊信號(hào),導(dǎo)致每圈里程脈沖采集數(shù)減少,里程數(shù)據(jù)嚴(yán)重丟失。所以,里程輪與里程輪臂之間的擺動(dòng)間隙應(yīng)不大于0 5m m。3 7 管道運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定性對(duì)于輸油管道而言,管道運(yùn)行參數(shù)主要是指每小時(shí)的輸油排量,對(duì)于輸氣管道而言,主要是指管內(nèi)背壓的大小。管道漏磁腐蝕檢測(cè)器在油管道內(nèi)運(yùn)行的最佳運(yùn)行速度為1m/s,在此運(yùn)行速度下,檢測(cè)出的數(shù)據(jù)最佳,但是,在整個(gè)檢測(cè)過

10、程中,由于排量的不穩(wěn)定,使管道漏磁腐蝕檢測(cè)器產(chǎn)生加速度,導(dǎo)致里程輪轉(zhuǎn)動(dòng)忽快忽慢,產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。當(dāng)管道漏磁腐蝕檢測(cè)器在氣管線運(yùn)行時(shí),由于氣體是可壓縮的,導(dǎo)致管道漏磁腐蝕檢測(cè)器產(chǎn)生加速度,產(chǎn)生打滑現(xiàn)象,所以,在進(jìn)行氣管線檢測(cè)時(shí),為了保證管道漏磁腐蝕檢測(cè)器平穩(wěn)運(yùn)行,要求管內(nèi)壓力(即背壓不能小于4M Pa。3 8 地勢(shì)和地面丈量尺寸誤差當(dāng)管道業(yè)主得到智能檢測(cè)報(bào)告后,按報(bào)告提供的數(shù)據(jù)對(duì)異常點(diǎn)進(jìn)行開挖大修時(shí),首先要從地面測(cè)量出異常點(diǎn)的位置。在進(jìn)行地面測(cè)量時(shí),一般都使用50m 或100m鋼卷尺,由于風(fēng)和地勢(shì)的影響,造成測(cè)量誤差。例如,給出的一個(gè)腐蝕點(diǎn)位置距離最近的標(biāo)記點(diǎn)(參考點(diǎn)為230m,而230m是管道的實(shí)際長(zhǎng)度,但由于埋地管道隨地勢(shì)的起伏而變化,我們從地面上測(cè)量出的230m要比管道實(shí)際距離長(zhǎng)。另外,由于風(fēng)對(duì)測(cè)量尺的影響,使測(cè)量尺產(chǎn)生彎曲變形,造成測(cè)量誤差。目前的解決辦法是:考慮地勢(shì)因素和環(huán)境因素,對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行校正,給出測(cè)量誤差值,一般測(cè)定腐蝕缺陷位置后,分別向上下游各延長(zhǎng)2m,即需要挖一個(gè)長(zhǎng)4m的坑,以便準(zhǔn)確定位。4