摘 要：管道內(nèi)檢測并不是一項(xiàng)簡單的工作，因?yàn)楣艿纼?nèi)部的腐蝕缺陷情況很難準(zhǔn)確的定位，這樣就讓管道的維護(hù)和檢修變得十分困難。如今，在國內(nèi)外相關(guān)人士的不懈努力下，管道腐蝕缺陷的檢測方法已經(jīng)越來越多，不過對管道內(nèi)部缺陷準(zhǔn)確定位的研究還需不斷的完善。

關(guān)鍵詞：管道內(nèi)檢測；缺陷定位；GPS定位

現(xiàn)如今，管道的運(yùn)輸已經(jīng)成為了與鐵路、公路、水路、航空運(yùn)輸同等重要的運(yùn)輸方式，它廣泛的應(yīng)用于原油、天然氣以及其它液氣產(chǎn)品的運(yùn)輸中。近些年來，我國西部的油氣田和海上的油田資源得到了有效的開發(fā)，尤其是西氣東輸工程的啟動，使得管道運(yùn)輸越來越為人們所重視。管道運(yùn)輸能夠安全的輸送油氣資源，不過管道的保養(yǎng)卻是十分困難的事情，管道容易老化、銹蝕，再加之突發(fā)自然災(zāi)害及人為破壞的作用，很容易導(dǎo)致管道破裂，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并遏制，極易造成資源的浪費(fèi)、環(huán)境污染，造成泄漏的話極易釀成災(zāi)禍，危害環(huán)境和人身安全。因此，長輸管道泄漏的檢測和定位必須得到高度的重視。

1 管道內(nèi)檢測腐蝕缺陷的基本定位方法

1.1 里程輪定位法

里程輪法的測量會受到很多因素的影響，例如加工差異、里程輪磨損情況、里程輪靈活性以及管道內(nèi)壁的污損情況等都會影響到測量結(jié)果。從定位原理的角度來談，里程輪的定位方法有一定的誤差積累性，是不夠準(zhǔn)確的，因?yàn)椴捎眠@種發(fā)法進(jìn)行測量時(shí)，隨著測量距離的加大測量精度會有所下降，致使測量精度低于0.2%。所以，相關(guān)的研究人員提出許多改進(jìn)方案希望能夠解決里程輪定位法測量精度差的問題。

1.2 加速度計(jì)定位法

所謂的加速度定位法其實(shí)是利用牛頓運(yùn)動學(xué)定律的基本原理，即物體的運(yùn)動距離是其加速度的二次積分的原理進(jìn)行的測量。具體的操作方式是在管道的內(nèi)檢測器上添加一個(gè)加速度計(jì)，詳細(xì)的記載檢測器的前進(jìn)方向的加速度，再運(yùn)用采樣時(shí)鐘，計(jì)算任意時(shí)間檢測器在管道內(nèi)經(jīng)過的距離，結(jié)合初始速度進(jìn)行測算定位。因?yàn)楣艿酪话闶莾A斜的，所以加速度計(jì)在管道內(nèi)行進(jìn)時(shí)所受的重力影響，有沿斜坡方向分力的作用，測算距離時(shí)要加入重力加速度分量。

1.3 慣性導(dǎo)航定位法

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）定位法具體說來就是以慣性元件（陀螺儀和加速度計(jì)）來進(jìn)行管道缺陷角度和距離定位，這里的陀螺儀可以看做是角速度傳感器，它能夠測算物體在旋轉(zhuǎn)時(shí)的角速度，僅僅需要一次積分就能算出物體旋轉(zhuǎn)的角度。而加速度計(jì)是測量物體加速度的一種傳感器，一次積分就能算出物體的速度，如再積分一次就可以得到物體的位移。借助物體轉(zhuǎn)動角度和加速度的綜合處理后的位移，即可實(shí)現(xiàn)缺陷定位。不過，慣性導(dǎo)航定位法也有一定的誤差，隨著時(shí)間和測量距離的加大測量的精度值會下降。

1.4 GPS技術(shù)定位法

全球定位系統(tǒng)即GPS系統(tǒng)主要有三個(gè)部分的應(yīng)用：空間部分的GPS是衛(wèi)星星座；地面控制部分的GPS是地面監(jiān)控系統(tǒng)；用戶設(shè)備部分的GPS是信號接收機(jī)。GPS的定位原理是：利用衛(wèi)星不間斷信息，包括星歷參數(shù)和時(shí)間等，用戶需要接收這些信息，并通過計(jì)算得到三維圖像和運(yùn)動速度、時(shí)間等信息。運(yùn)用GPS 對數(shù)據(jù)進(jìn)行同步采集，其檢測到的泄漏定位可精確到總管線長度的1%左右，與傳統(tǒng)的測量方法相比其精準(zhǔn)度提升3 倍。

2 管道內(nèi)檢測腐蝕缺陷的其他定位方法

2.1 焊縫定位法

焊縫定位法主要分為環(huán)焊縫和螺旋焊縫兩種，據(jù)不同的情況而定要適當(dāng)?shù)倪x用焊縫定位法來檢測管道內(nèi)的腐蝕缺陷。如果施工現(xiàn)場沒有條件，不能挖開土層以確定管道受腐蝕的環(huán)焊縫的位置，可以先讓6點(diǎn)鐘螺旋焊縫暴露出來，然后根據(jù)檢測軟件上的曲線圖測算出受腐蝕缺陷的實(shí)際距離，也能夠準(zhǔn)確定位管道的腐蝕缺陷。

2.2 磁標(biāo)記定位法

就當(dāng)前的情形來看，采用磁標(biāo)記定位法時(shí)一般會在埋設(shè)管線就設(shè)置磁標(biāo)記，每隔一定距離設(shè)置一個(gè)標(biāo)記，與此同時(shí)將磁標(biāo)記的位置準(zhǔn)確的記錄下來，這樣運(yùn)用SINS（捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)）的管道檢測起來更為的方便，根據(jù)SINS系統(tǒng)的記錄還可以修正航跡，達(dá)到精準(zhǔn)的檢測數(shù)據(jù)。

2.3 地面標(biāo)記系統(tǒng)法

管道檢測器地面標(biāo)記系統(tǒng)也被稱作marker，也是一種管道檢測器的配套設(shè)備，它可以檢測并記錄檢測器經(jīng)過設(shè)標(biāo)參考點(diǎn)的時(shí)間，所以能夠有效的提高檢測器的定位精度。它可以在檢測前，同步檢測器電子系統(tǒng)與地面標(biāo)記器的時(shí)間，在檢測器運(yùn)行時(shí)，電子系統(tǒng)會將管道信息記錄下來，再結(jié)合地面標(biāo)記器的時(shí)間數(shù)據(jù)，便能夠得到管道缺陷的準(zhǔn)確定位。

3 有效提高腐蝕缺陷定位準(zhǔn)確性的方法

磁標(biāo)記和腐蝕缺陷是管道內(nèi)檢測定位時(shí)的兩個(gè)方面，而現(xiàn)場定位現(xiàn)在一般都會運(yùn)用GPS定位儀來實(shí)施，通常來講，能夠影響定位準(zhǔn)確度的因素有：（1）管道的走向。因?yàn)樵阡佋O(shè)管道的時(shí)候，受地理位置的影響是很難將管線鋪設(shè)成直線的，所以大多數(shù)的管道都會有彎曲回環(huán)的地方，對于彎路較多的管線用GPS定位的話可能會產(chǎn)生誤差，因?yàn)镚PS定位只能定位直線的距離；（2）里程輪打滑或不轉(zhuǎn)動。是檢測器于管道內(nèi)運(yùn)作的時(shí)候，如果有里程輪打滑或不轉(zhuǎn)動情形的出現(xiàn)，也會影響檢查的準(zhǔn)確性，因?yàn)闄z測器是憑借輸送介質(zhì)的滑行運(yùn)動的，這樣就很容易導(dǎo)致GPS不能精確的定位；（3）受到障礙物、信號塔、高壓線等干擾。如果在進(jìn)行檢測時(shí)受到以上所列物體的干擾，那么就會使GPS定位儀的信號變得很弱，無法提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，使GPS無法準(zhǔn)確的定位。

根據(jù)相關(guān)檢測人員的豐富經(jīng)驗(yàn)，可以總結(jié)出以下幾種方法，用以提高管道腐蝕缺陷定位的準(zhǔn)確度：

（1）可以在運(yùn)用GPS定位管道缺陷距離時(shí)，適當(dāng)?shù)目s短實(shí)際距離，這是因?yàn)楣艿阑旧喜粫耆陌凑罩本€鋪設(shè)，所以，相關(guān)的檢測人員在實(shí)際的操作中，可以參照相應(yīng)的進(jìn)行數(shù)據(jù)測算，也可以得到較為準(zhǔn)確的缺陷位置；如果所檢測的缺陷多存在于彎頭附近，就可以根據(jù)彎頭的曲率半徑進(jìn)行縮短，基本規(guī)律是曲率的半徑越大，彎頭就越長，所要縮短的距離就越多。

（2）里程輪打滑也有可能是由于檢測器中油品含蠟引起的，出現(xiàn)里程輪打滑可能導(dǎo)致里程輪所轉(zhuǎn)的距離與檢測器所行進(jìn)的距離不相符，而檢測器往往要比里程輪所傳的距離遠(yuǎn)得多。比如說當(dāng)里程輪打滑的時(shí)候，若不考慮管道自身彎曲的情況，那么檢測人員在定位時(shí)，也需要多走一二百米的距離，才能達(dá)到管道缺陷的相應(yīng)位置。

（3）信號干擾對于GPS 定位準(zhǔn)確性的影響，針對這一問題檢測人員要找到干擾的信號源，并要根據(jù)需要調(diào)整GPS 定位儀器與干擾信號源的距離，確保測量的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

文章列舉了當(dāng)前管道內(nèi)檢測腐蝕缺陷定位的幾種方法，并分析了影響GPS 定位準(zhǔn)確性的相關(guān)因素，提出了保障管道內(nèi)檢測腐蝕缺陷定位準(zhǔn)確性的辦法，為保障石油管道安全運(yùn)行的相關(guān)研究和實(shí)踐工作提供科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王占山，陳鋼，馮健，等.長輸管道泄漏檢測和定位技術(shù)[J].沈陽工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，22（2）：32-36.

[2]沈躍.智能清管器檢測管道缺陷的定位算法研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2008，8（20）：5603-5607.