【《国内外管道检测现状文献综述》2600字】

国内外管道检测现状文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u7194国内外管道检测现状文献综述 1199021.1管道腐蚀检测 1225811.1.1内置爬行器法 1252451.1.2超声导波检测法 2282061.1.3ACFM法 247451.1.4FSM法 3148451.1.5RFEC法 323111.1.6小结 47471.2管道泄漏检测 4313971.2.1机载摄像法 4214971.2.2负压力波法 4297981.2.3次声波监测法 510471.2.4统计检测法 5244591.2.5MFL法 5218361.2.6小结 693761.3现存问题 6管道检测因为管道用途等方面不一样，检测的重点也不一样，对于天然气长输管道而言，我将在本章节对管道腐蚀和泄露方面的目前的监测方法现状进行简单描述选择。1.1管道腐蚀检测1.1.1内置爬行器法内置爬行器法是一种可以用来监测管道内开裂、腐蚀等情况的设备，目前应用的有两种：漏磁和超声波。我主要描述一下超声爬行器。超声爬行器相对而言出现更晚一点，相对而言在定位、监测、记录、整理数据方面都更加成熟。超声波爬行器上的超声波探头发出声波，然后接受到不同状态的内壁上返回的波动，从而确定腐蚀的部位及程度。这种方法的测量精度很高，可以用于测量管道壁厚，不受损伤程度、形状等的制约。但这种爬行器对于管道内的介质要求很高，不适用于杂质较多的油气管道，并且监测时间较长，无法及时对管道损伤进行弥补。图1.1和图1.2为超声爬行器的结构和实物图。[12]图1.1超声爬行器结构图图1.2爬行器实物图1.1.2超声导波检测法超声导波监测原理与超声爬行器类似，都是通过发出返回的声波确定损伤部位，区别在于这种方法适用于尺寸较小的管道监测。这种方法不需要将对原管道进行再次开挖，不会造成破坏，预算较少，需要时间也短，但是在复杂的地形情况下，信号可能会在传输过程中发生频散现象导致判断失误，无法确定损伤部位和程度，因此对后面数据分析会造成影响。[13]1.1.3ACFM法ACFM也就是交流磁场法，它是从ACPD发展来的，结合了其不用接触和不需要校准测量的优点。他的原理如图1.3所示，可以准确的测量出来裂纹的深度和长度，目前ACFM技术还有可以开发精进的余地。虽然有其优点所在，但它会受到电磁波的干扰并且信号衰败很快，传输的速度也比较短。如图1.4为传感器结构图。[14]图1.3原理示意图图1.4传感器1.1.4FSM法场特征法（FSM）是通过在管道外用探针或电极形成矩阵，再包一层绝缘层埋入地里，在测量时不需要挖开就可以，只需要对监测部分加上电流，通过极其微小的电位差来判断管壁厚度。这种方法不需要对管道进行破坏，可以保持其完整性，精准度也很高，但在真实的施工过程中成本太高，只能适用于非常重要的部位，并且技术尚不完善，还需要更进一步的研究。原理如图1.5所示。[15]图1.5FSM原理1.1.5RFEC法远场涡流是利用涡流弱场的效应，通过传感器收集穿过管壁又回来的信号，可以监测到管壁厚度及损坏情况。相对而言，本方法不需要介质，内外灵敏度一致，提离效应影响小。目前仅用于单边监测，且设备占地面积较大。原理如图1.6所示。[16]图1.6原理示意图1.1.6小结表1.1为对于腐蚀破坏的检测方法的对比。表1.1对于腐蚀破坏的检测方法监测方法监测原理被测量特点内置爬行器法电磁/超声波电磁波/声波介质要求高，时间长超声导波监测法声波声波适用于尺寸较小的管道，不适用于复杂地形ACFM法电磁电磁波会受电磁波的干扰且信号衰败很快FSM法电极矩阵电位差成本高，适用于重点部位RFEC法涡流场效应电信号不需要介质，占地面积较大1.2管道泄漏检测1.2.1机载摄像法这种方法是美国一家公司研发的，运用直升机搭载精度很高的红外摄像机并对管道进行检查勘测，通过泄漏位置与其他位置的细微温度差异判断是否泄漏及泄漏地点。这种技术目前已经应用于实践之中，主要用来检测较为微小的管道泄漏，但是这种方法只能进行定时检查，并不能对管道进行实时监测。[17]1.2.2负压力波法负压力波法是一种声波检测的方法，泄漏点前后因密度变化引起的压力差和速度差会向管道两边传播形成负压力波，通过监测这个负压力波以及他的传输速度算出管道的泄漏位置。它具有可以快速响应、定位精准、适应力强的优点，但对于泄漏点不大或之前发生的事故效果较小。但目前主要应用于石油管道，天然气管道应用较少。原理如图1.7所示。图1.7原理示意图泄漏检验原理可以看作图1.7所示，将采集系统设置在泄漏点两端，采集压力波的信号，将信号进行预处理为正常信号和异常信号，这些信号用于控制中心分析处理，泄漏与否与泄漏源位置取决于压力波的变化大小和频率。简而言之，可以将两个已知传感器之间的距离，压力波的传输速度以及波到两端到达的时间差作为泄漏点和上边传感器的间隔长短。具体计算可由公式（1）得LAC[18,19]。LAC=υ×tA=L/tL×(tL+t)/2=L/2×(1+t/tL)（1）1.2.3次声波监测法次声波相对普通声波而言频率较低、波长较长、传输距离较长，次声波监测法是现在国内外普遍应用的一种天然气管道监测方法。原理与上一小节所说的负压力波法相同，在此不再赘述。这种方法可以进行实时监测，快速定位，具体在2014年时就已经投入使用并准确找到泄漏点，但如果外界有其他声音的干扰，会造成结果的影响[19]。1.2.4统计检测法本方法是由一个名为张学军的学者在上世纪90年代首先提出的，包括基本思想和算法模型，后来由壳牌公司研发。通过测量管道两端口之间的流量差值和压力差值，算出管道的泄漏概率。该方法运用起来较为简单，敏感度、定位准确度、响应时间等都很优秀，但结果精度不受保证，需要再进一步的改良。[20]1.2.5MFL法MFL即为漏磁技术，它可以监测到金属管道的损失（因腐蚀、擦伤等），甚至一些极其微小的不足（比如裂纹、凸起等），应用简单、对环境的要求也不高，精准度较好，油气管道都适用。但对于那些浅而长的管道破损，就很难通过MFL监测。其精准度还与绕管方向和管壁厚度相关，磁力线改为绕管道轴向会提高测量精度；而厚度越大精度就越低，通常要在12mm以下的管壁厚度使用。[21]1.2.6小结表1.2为对于管道泄漏的检测方法的对比，泄露可能有多种原因：盗窃、地质灾害等等，每种应对应不同的检测方法。表1.2对于管道泄漏的检测方法监测方法监测原理被测量特点机载摄像法红外摄像温度检测较为微小的管道泄漏，定时检查负压力波法声波声波主要用于石油管道，天然气管道应用较少次声波监测法声波声波会受外界其他声音的干扰，可实时监测统计监测法流量差及压力差流量差及压力差精度不受保证MFL法电磁电磁波精准度与绕管方向和管壁厚度有关1.3现存问题现有的这些管道检测方法大致来说都可以对管道进行