管道爬行器检测在燃气管道内检测的应用

管道爬行器检测在燃气管道内检测的应用

陈军武

贵州安发工程检测有限公司 贵州省贵阳市 550001

【摘要】随着我国城市化进程的加快，我国城市地下管线的铺设也日益增多，地下各种管线在地下的分布比较复杂。但是，由于各种原因，我国城市地下管网的管理一直落后于城市建设，这就造成了地下管道的安全隐患，极大的提高了管理的风险。管道爬行器是用于燃气管道内检测的设备。分析式管道爬行器系统构成，工作原理，优缺点，适用范围，测试步骤，使用要求等。介绍了用管线爬行器对地下燃气管线进行检查时，发现有无沉陷、变形等缺陷，并对其进行了检验，以便对其进行质量评定。

【关键词】管道爬行器；内窥摄像；管道内检测

管道爬壁探测是一种新兴的工程应用技术，它可以实现管道内壁的自动爬行，并利用内视摄像机对管道内部的凹坑、变形、焊缝卷曲、残余等情况进行监测，工程师按照试验规范评定试验结果，该方法可以有效地解决管线竣工后的质量评估难题。

1管道爬行器检测系统的组成和工作原理

该设备由主机、爬行器和电缆托盘3个部件构成。

主机可对管线内的图像进行实时处理，并可将图像输出到U盘中，所生成的图像资料可在电脑上进行编辑、归档，为今后管线的全面评价与维修提供了第一手的野外信息。该主控制器具有内置的LCD显示装置，它的外部尺寸（长×宽×厚）是40.5厘米×27厘米×7.5厘米，便于携带，“爬行者”的前方是一个高清摄像头，还有一台激光测距仪，该产品具有防水防爆性能，可对管径≥200mm的管线进行测试。

爬行器可以全面记录管道是否有凹陷，变形，焊缝卷曲，残余等情况，将管线内的视频资料同步传送给主控机，进行远程监测。可360度全方位拍摄的高清晰度摄像机，另外，它还配备了4个15W的发光二极管，这些发光二极管可以随着镜头转动，为拍摄提供辅助光源。摄像头能直接拍摄管线中焊缝卷曲，残余物等。若要测量管道的凹进、变形等情况，也要用到激光仪器，激光在管道的内壁上形成环形的光阑，当管材没有变形时，孔板形状为规整的圆形；当管壁有形变时，孔的形状为不规则圆形。

线缆托盘用于将主机和爬行者连成一个整体，并且为爬行者在管线中爬行所需的线缆供应。缆线圆盘的外型（长×宽×高）是39厘米×56厘米×55厘米。电缆盘光缆长200米左右，直径7.5毫米，有两根多芯钢丝，可以满足张力的需要。两根缆线，一根用于即时传送资料，一根用于爬虫。主要控制装置控制爬行者在管线中的行进速度及方向，从而实现爬行者在管线中的爬行，并通过控制摄像头将管线内的图像信息传送给主控计算机，以便测试人员观察管线的内部状况。

2管道爬行器检测的优缺点和适用范围

①优点

1.主控制器可以控制爬行器对管线内部的情况进行实时监控，并能拍摄到画面。该文件由USB口输出，在微机上编辑、归档，为管线检查提供了重要的依据。

2.管道爬行者可以在狭小的空间里对管道进行探测，记录下管道内的各类缺陷，比如管道的变形，裂缝，腐蚀等。

②缺点

1.受限于光缆长度，单次探测管线爬行者不得超过200米。

2.由于爬行器本身体积的限制，无法对200mm以下的管线进行探测。

③适用范围

管道爬管机适用于管道中直径大于200毫米的金属管，聚乙烯管等材料的管道。

3管道内检测系统的组成

管内探测就是利用探测器前后两端所形成的压力差，将探测器推向前方，对管线的腐蚀，变形，焊缝破坏等进行实时监测与记录，可以准确地确定管线的特性。管线内部检查一般分为管线清管和智能化检查两部分，并检查管线的输送能力，为间断试验是否成功提供依据。清管泡沫清管器，带皮碗清管器，钢质刷清管器，其中，皮碗清管器主要由芯轴、皮碗等部分构成，普通皮碗有直皮碗、锥形皮碗、圆皮碗、蝶形皮碗4种。检测方法包括变形检测和漏磁场检测两个方面，其中，变形检测的目标是检测出管道的弯曲变形、凹陷变形和椭圆形变形。目前常用的变形检测方法是通过在探头上沿周向分布的传感线来实现对管材内部变形的直接检测。形变探测与陀螺同时探测，一种是由电子测距系统中的形变探测器引起的，管线几何形变点的测定，识别坑型，准确定量坑；而在运动过程中使用陀螺探测器进行上下摆动，通过面参考点计算整个管线的路径及具体的地理位置。漏磁场探测的目标是探测管道内外金属损耗的部位及尺寸。它的工作原理是，腐蚀的管壁会导致磁通泄露，这种磁通可以被探测到，作为管道腐蚀的信号。根据析出法得到的信息，可得到管道内外金属损耗的长度、宽度、深度等细节信息。

4管道爬行器检测在燃气管道内检测的应用

4.1腐蚀程度检测

燃气管道在使用过程中，由于受到腐蚀介质的作用，管道内部的腐蚀程度会逐渐加重。管道爬行器检测技术可以通过对管道内部的腐蚀程度进行检测，判断管道的安全状况，为后续的维修和更换提供依据。

4.2裂纹检测

燃气管道在使用过程中，由于受到各种因素的影响，可能会出现裂纹。高清摄像头可以捕捉到管道内部的裂纹，通过对裂纹的形状、大小、走向等特征的分析，可以判断出裂纹的类型和危害程度。裂纹的存在会对燃气管道的安全运行造成严重影响。管道爬行器检测技术可以通过对管道内部的裂纹进行检测，及时发现并处理存在的裂纹，确保燃气管道的安全运行。

4.3变形检测

燃气管道在使用过程中，可能会受到外界压力的影响，导致管道变形。变形严重时会对燃气管道的安全运行造成影响。管道爬行器检测技术可以通过对管道内部的变形进行检测，判断变形的程度和位置，为后续的维修和更换提供依据。

5管道爬行器检测的步骤

5.1新建的管道

①将仪器带入测量现场，将爬行器和线缆托盘连接起来，并将主控台连接到线缆托盘上，在将钢管一端的管口装上爬管机，再启动调试。

②操作者用主机控制爬虫在管线中的行进速度及方向。

③操作者通过主控屏幕，观察管线的内部状况，并进行数据收集。

④当爬行者抵达管道的那一头后，操作者就会控制爬行者向后爬升。

⑤利用优盘从主控机上输出图像资料，根据图像资料，对管线内部的凹陷、变形、焊缝卷曲、残余等情况进行分析，形成报告，最终完成检验。

5.2在役的天然气管道

①首先要关闭被测管线的两端的阀门，然后找出需要的开孔位置，然后挖一个工作坑。

②由放散阀接起，打开放散阀，将火炬点亮，直到煤气全部燃尽，没有蓝火，才算完成放散作业。

③将管路中的残余气体用氮气替换，再对残余气体中CH4的体积含量进行测定，直到CH4的体积含量小于爆炸下限的20%，则完成置换工作。

④切割管子，结束管子切割作业。

⑤下面的步骤和创建新的管线检查步骤是一样的。

6管道爬行器检测的应用要求

①新管线可直接测试，而在使用中则需将管线内介质置换后才能测试。

②管径小于200毫米的管线不能使用管道爬行者。

③管式爬管机检查时，要检查的管子是完全空的，管子里没有障碍物，没有很多的水。

④被测管道的检测结果应是管道无严重变形，便于爬行器在其内部爬行。

7结语

管线爬行器是一种新兴的工程应用技术，它利用管线摄像功能，对管线内进行实时摄像，通过对管线的检查，可以发现管线有无沉降、变形等质量缺陷，为管线的质量评定提供了依据。未来，随着技术的不断进步，管道爬行器检测技术将更加智能化、自动化，为燃气管道的安全运行提供更加全面的保障。

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