浅析影响管道漏磁腐蚀检测器定位精度的因素-

1、浅析影响管道漏磁腐蚀检测器定位精度的因素陈建军,匙胜利(中国石油天然气管道局管道技术公司,河北廊坊065000摘要 目前,我国管道漏磁腐蚀检测技术及设备不断得到应用和普及,为管道维护和管道管理提供了科学准确的检测数据。提高检测数据和维护开挖时的定位精度,可使管道腐蚀检测更好地为管道维护、大修服务。通过对管道漏磁腐蚀检测器在实际生产中的运用,本文简要地分析了影响管道漏磁腐蚀检测器定位精度的原因,并提出了提高检测器定位精度的方法。关键词:管道腐蚀 漏磁检测器 定位精度 里程轮中图分类号:U178 文献标识码:B 文章编号:1004-9614(200206-0042-021 概述我国管道腐蚀检测器是

2、20世纪80年代末新兴的管道检测设备。目前,国内管道腐蚀检测器主要采用管道漏磁检测技术。通过在正常输送油、气管道内投运管道漏磁腐蚀检测器,可以将管道上存在的异常点(例如:管体本身的腐蚀、缺陷、三通、阀门、焊疤、补丁、套管、弯头、环焊逢、螺旋焊缝、管道变形等清晰、准确地描绘出来。管道漏磁腐蚀检测器不仅能准确测量出异常点的深度、面积,还能准确给出其轴向和周向位置,为管道维护和大修提供依据。在管道维护和大修时,首先应确定异常点的位置,以便准确地定位开挖。所以,提高管道腐蚀检测数据的轴向位置的定位精度是十分重要的。1 电池节总成;2 磁铁探头节总成;3 记录仪里程轮节总成图1 管道腐蚀检测器结构示意图

3、2 管道腐蚀检测器工作原理管道漏磁腐蚀检测器一般是由电池节总成、磁铁探头节总成、记录仪里程轮总成、密封皮碗组成,各仓体间由万向节连接(参照图1。电池仓内装有高能锂电池组,是整套设备的能源来源。磁铁探头体使管道达到磁饱和,探头拾取管道的漏磁信号,并将该信号经放大、处理后,存储到记录仪的海量硬盘上。由于管道漏磁腐蚀检测器在管道内匀速运动,里程轮随设备的运动而转动,里程轮的转动产生连续的模拟信号,该里程信号同样经过放大、整理后,存储到记录仪的海量硬盘上。密封皮碗作用是将管道密封,使皮碗前后产生压差,该压差驱动整套设备匀速运行。3 影响里程(轮定位精度的因素里程轮是为智能检测器提供里程定位数据的唯一工

4、具。管道漏磁腐蚀检测器在管道内运行时,里程轮紧紧贴在管道内壁随着设备的平稳运行而滚动。里程轮臂上带有一个霍耳元件,里程轮本身带有32或48个小磁块,由于里程轮的转动,里程轮产生64或96个脉冲信号,霍耳元件拾取该脉冲信号,并经过放大整理存储到记录议的海量硬盘内,同时得到里程数据(参照图2。图2 里程轮结构示意图分析提高里程轮定位精度是十分重要的。对管道存在的异常点进行改造或大修时,应对其进行测量,然后开挖。如果异常点定位不准确,产生较大偏差,管道腐蚀检测的意义就不大了。通过管道漏磁腐蚀检测器在实际中的应用,总结出了以下几个影响因素。3 1 管道清管情况管道清管是智能检测的第一步,也是进行智能检

5、测必不可少的前期条件。管道清管质量的优劣直接影响着里程定位精度。对于原油管道而言,如管内壁的结蜡没被彻底清理干净,里程轮产生打滑现象,丢失里程,造成检测数据不完整。针对该现象,我们采用特殊清管器清管的方法,在清管器上加装钢刷,以便清除管内壁的硬蜡,直到清出的蜡量小于5kg/100km 或管内壁结蜡厚度小于1mm 为止。3 2 跟踪设标跟踪设标是提高智能检测定位精度必不可少的手42管道技术与设备2002年段。长距离油气输送管道,一般为6070km设有一个加压加热站(即中间站,130km左右设一收发球站。管道漏磁腐蚀检测器从发球站发出,只能在收球站收取,检测记录里程的起点为发球筒,结束里程为收球筒

6、。在这种条件下,每个异常点的定位只能以发球筒或收球筒作为测量时的参考点,以便确定其位置。由于里程轮的累计误差,这种测试方法将无法准确测量出异常点的位置。所以,在实际生产应用中,我们对管道漏磁腐蚀检测器进行跟踪设标,将累计误差分割成相对误差,从而提高定位精度。具体办法是:开始检测前,对被检测的管道进行不大于2km间距的踏线选点工作,以里程桩或管道标记桩作为永久标记点,并在测定该点的管道正上方,做好永久标记。进行智能检测时,随着智能检测器在管道内运行,在事先选定的跟踪设标点给管内运行的智能检测器发送一个地面信号,该设标点作为数据分析和开挖时的参考点(即AMG-Above Marker Ground

7、。在管道维护和大修时,以该地面标记点为参考点进行测量,这样异常点的最大地面测量距离不大于1km。采用跟踪设标点的办法将大大提高异常点的定位精度。3 3 里程轮扭簧扭力的大小里程轮扭簧扭力的大小也是影响里程定位精度的一个重要因素。里程轮随设备在管道内运行而转动,里程轮只有紧紧贴在管内壁,即里程轮与管内壁的正压力足够大,增加里程轮与管内壁的摩擦力,才能减小里程轮转动时的打滑概率,所以,设计管道漏磁腐蚀检测器时,在里程轮扭簧正常安装的情况下,应使其扭力设计为最大。3 4 里程轮踏面花纹里程轮踏面花纹形状及深浅是影响里程轮定位精度的另一因素。里程轮表面的粗糙度直接影响里程轮与管内壁之间的摩擦系数。里程

8、轮在管道内转动类似汽车在冰面上行驶,由于管内壁结蜡的影响,导致里程轮打滑。为了增大摩擦系数,除了增加里程轮与管内壁的正压力外,给里程轮表面开沟槽并滚花纹,也是提高定位精度的重要手段之一。在实际生产应用中,里程轮表面沟槽间距20mm,深度为3m m左右。3 5 里程轮磨损情况钢质里程轮直径一般为 145mm,轮表面须经高频淬火,轮辐板镶嵌小磁块。由于里程轮踏面在均匀磨损或发生偏磨时,里程轮直径减小,导致里程脉冲发生变化,造成检测数据误差,所以里程轮直径误差范围为 1 5mm,否则,更换新的里程轮。3 6 里程轮转动的灵活性和摆动误差里程轮转动的灵活性和摆动也是影响里程定位精度的因素之一。里程轮转

9、动不灵活,增加了里程轮打滑的概率。在实际检测过程中,曾出现里程轮被管内杂物缠绕现象,造成里程轮转动被卡,导致检测数据大量丢失。里程轮每转动一圈里程脉冲数为64或96个,如里程轮与里程轮臂之间的摆动缝隙过大,里程轮臂上的霍耳元件将无法感应缝隙较大处的小磁块信号,导致每圈里程脉冲采集数减少,里程数据严重丢失。所以,里程轮与里程轮臂之间的摆动间隙应不大于0 5m m。3 7 管道运行参数的稳定性对于输油管道而言,管道运行参数主要是指每小时的输油排量,对于输气管道而言,主要是指管内背压的大小。管道漏磁腐蚀检测器在油管道内运行的最佳运行速度为1m/s,在此运行速度下,检测出的数据最佳,但是,在整个检测过

10、程中,由于排量的不稳定,使管道漏磁腐蚀检测器产生加速度,导致里程轮转动忽快忽慢,产生打滑现象。当管道漏磁腐蚀检测器在气管线运行时,由于气体是可压缩的,导致管道漏磁腐蚀检测器产生加速度,产生打滑现象,所以,在进行气管线检测时,为了保证管道漏磁腐蚀检测器平稳运行,要求管内压力(即背压不能小于4M Pa。3 8 地势和地面丈量尺寸误差当管道业主得到智能检测报告后,按报告提供的数据对异常点进行开挖大修时,首先要从地面测量出异常点的位置。在进行地面测量时,一般都使用50m 或100m钢卷尺,由于风和地势的影响,造成测量误差。例如,给出的一个腐蚀点位置距离最近的标记点(参考点为230m,而230m是管道的实际长度,但由于埋地管道随地势的起伏而变化,我们从地面上测量出的230m要比管道实际距离长。另外,由于风对测量尺的影响,使测量尺产生弯曲变形,造成测量误差。目前的解决办法是:考虑地势因素和环境因素,对测量点进行校正,给出测量误差值,一般测定腐蚀缺陷位置后,分别向上下游各延长2m,即需要挖一个长4m的坑,以便准确定位。4