高精度系列变形检测器*白港生张永江臧延旭杨寒中油管道检测技术有限责任公司摘要：为了解决传统单通道变形检测器检测精度低、动态性能差、数据分析效率低等问题，管道局进行科研课题立项，对设备结构、探头机构、电子包、发射机系统、数据分析软件等进行系统研究设计，成功研制了系列化高精度管道变形检测器。作为目前在役长输油气管道进行检测的最有效工具，高精度系列变形检测器可在管道运行过程中分辨并确定弯头、阀门、焊缝、凹陷、椭圆度等管道特征，进行里程定位和周向位置定位，具有动态性能好、检测精度和灵敏度高、可移植强等优势。相比老设备，高精度变形检测器实现了变形缺陷的周向位置定位，变形大小的量化也得到了提高，探头灵敏度达0.5mm。目前，系列化变形检测器已经有多套设备进行了长输油气管道的现场变形检测工程，市场应用前景良好，为我国长输油气管道的安全运行提供了技术保障。关键词：高精度多通道变形检测器探头DOI：10.3969/j.issn.1002-302x.2014.01.011管道变形检测作为新建管道验收的重要手段和了解在役管道变形情况、确保腐蚀检测器能顺利通过的必要方法，已得到管道业主的认可。根据变形检测结果，业主可清楚了解埋地管道的通径情况，以有效防止因管道发生较大变形而引发腐蚀检测器卡堵。国外管道变形检测技术已有几十年的发展历史，基本达到了多样化、系列化；而我国的变形检测技术研究与应用起步相对较晚，管道局检测公司是国内检测设备最全面、检测技术最先进的管道检测公司。早期公司研发了多套单通道变形检测器，测量系统均采用伞架结构和位移传感器，结构复杂，重量大，现场检测精度不高[1~2]。为提升管道变形检测技术实力，管道局进行科研课题立项研究，成功开发了系列化检测精度高、动态性能好的高精度管道变形检测器。1单通道变形检测器工作原理及缺点1.1工作原理管道单通道变形检测器主体由筒体和密封皮碗组成，检测器靠皮碗密封于管道内，并在输送介质动力形成的压差作用下在管道内运行。筒体上安装有与管道内壁接触的探头或其他形式的触头，以此来感测管道内通径变化的数据，检测完成后由数据分析人员利用软件分析系统处理、分析数据，以得知被检测管道的变形和特征点。筒体上还安装有里程轮，运行时里程轮沿管道内壁滚动，产生里程数据，以定位变形及特征点的里程位置。检测器携带的标志系统与地面标记器配合工作，用于修正里程数据，提高定位精度。1.2缺点单通道变形检测器能分辨管道弯头、阀门、焊缝、凹陷、椭圆度等，并能测出相应的里程位置，及时发现管道存在的隐患。但其缺点是进行检测时检测精度*中国石油天然气集团公司2012年自主创新重要产品。基金项目：中国石油天然气管道局科研项目“高精度管道变形检测技术研究”（编号：2008-15）。获奖情况：“高精度管道变形检测技术研究”2011年获中国石油天然气管道局科技进步奖二等奖；“管道通径检测设备研发”2009年获中国机械工业科学技术奖二等奖。获专利情况：国家实用新型专利“一种管道变形检测器探头机构”（专利号：ZL200920105973）；计算机软件著作权登记“管道变形数据分析软件”（登记号：2009SR014494）。第一作者简介：白港生，1974年生，1998年本科毕业于西南石油大学机械系，高级工程师，主要从事管道清管器、变形及腐蚀检测器等内检测设备的技术研究和设备研发。E-mail：jc_baigs@cnpc图2新型探头机构示意图[3]低；机械动态性能较差，量化误差较大；该设备信号输出时只有一个通道，无法识别变形缺陷的周向位置；且数据分析软件陈旧，功能不完善，严重影响数据分析的效率。因此，有必要开发研制出灵敏度高、检测精度高、动态性能好的高精度变形检测器及配套数据分析软件。2管道变形检测器采用的主要技术目前管道变形检测器主要应用的技术有：低频涡流技术；高精度角度传感器技术，即每一个探头对应一个高精度角度传感器；超声波法检测技术；管内摄像法检测技术，设备前端带有高清晰度的摄像头，能实时观测管道内壁情况，局限性是检测距离短；激光三角测量，即利用激光光源投射成像；光纤陀螺技术。其中，利用高精度角度传感器研制的多通道变形检测器，原理简单，...