一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备及腐蚀检测方法技术

本发明专利技术公开了一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，包括控制与数据实时交互系统、释放回收系统、脐带缆和导管架腐蚀检测爬行机器人；导管架腐蚀检测爬行机器人用于完成对导管架海浪飞溅区和水下区域腐蚀情况的检测，控制与数据实时交互系统对机器人进行实时控制、对腐蚀检测单元检测到的测量数据进行分析存储以及为所述导管架腐蚀检测爬行机器人提供电力，释放回收系统用于布放和回收所述机器人。本发明专利技术还公开了一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测方法，该方法通过如上所述的导管架腐蚀检测设备实现对海洋平台导管架的全范围检测。本发明专利技术实现了无电磁干扰和运动干扰的海洋平台导管架腐蚀电场检测技术，保证了检测结果的准确性。

A corrosion detection device and corrosion detection method for jacket without magnetic field interference

The invention discloses a kind of corrosion detection equipment with no magnetic field interference, including control and data real-time interactive system, release recovery system, umbilical cord cable and jacket corrosion detection crawling robot; tube corrosion detection crawling robot is used to test corrosion of sea wave splash area and underwater area. The control and data real-time interactive system can control the robot in real time, analyze and store the measured data detected by the corrosion detection unit, and provide electricity for the crawling robot for the corrosion detection of the jacket, and the release recovery system is used for the layout and recovery of the robot. The invention also discloses a method of corrosion detection for a jacket without magnetic interference, which realizes a full range detection of the offshore platform jacket through the jacket corrosion detection equipment as described above. The invention realizes the corrosion electric field detection technology of offshore platform jacket without electromagnetic interference and motion interference, and ensures the accuracy of the detection result.

【技术实现步骤摘要】
一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备及腐蚀检测方法
本专利技术属于海洋平台检测
，尤其涉及一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备及腐蚀检测方法。
技术介绍
随着海洋经济时代的到来，各种海上设施越来越多，比如海洋平台导管架、跨海大桥、海堤大坝、轮船以及深海潜器等等，多数海洋构筑物均采用涂装与阴极保护联合防护。海洋平台的金属结构受到日照、海风、波浪冲击、复杂的海水体系、昼夜和季节温度变化及海生物侵蚀等因素的影响使海洋平台腐蚀的速率较快，并且金属材料的耐腐蚀性能随暴露条件的不同而发生不同的变化。飞溅区受到风浪、日照、潮水涨落因素的影响，钢结构表面干湿交替，另外由于充足的氧气，再加上海浪的冲击、漂浮物的撞击和侵蚀、海水电解质的腐蚀，导管架平台的飞溅区往往是平台腐蚀最严重的部位，为了保障海洋构筑物的安全运行，需要采用合理的检测手段来检测导管架腐蚀情况。我国每年仅新建海洋平台导管架对于阴极保护监测系统的需求就不少于30台套；而老旧导管架更有几百上千座，现行的阴极保护检测系统必须在新的导管架上安装，且无法保障导管架的全寿命检测，因此老旧平台导管架的维护、延寿、安全监测尚无有效手段。目前国内外在导管架腐蚀检测上使用水下机器人平台还比较少，大多是采取人工接触式电场检测的方式获取导管架和海底管道腐蚀检测数据。目前国内外刚开始使用水下机器人进行导管架检测的研究和尝试，2016年日本使用HYPERDOLPHIN水下机器人进行海底观测网缆线铺设，其作业能力强，功能多样，但是该水下机器人因强电磁干扰环境而无法适用于导管架的腐蚀检测。英国Sub-Atlantic作业型水下机器人在石油平台清漆与水下平台建筑检测与监测具有良好的前景，但是该Sub-Atlantic作业型水下机器人由于无法在导管架上爬行，无法提供相对稳定的导管架腐蚀检测条件。法国的ECA公司生产的H2000-ROV具有体积小，结构紧凑和框架式模块化设计，搭载光学成像设备和美国DIDSON双频识别声纳装置，能保证完成作业任务及采集相关数据资料，但其无法携带检测装置，无法检测导管架平台飞溅区的腐蚀情况。国内目前较为先进的国产水下机器人是由上海交通大学、浙江大学、同济大学、哈尔滨工程大学和青岛海洋化工研究院等国内优势单位，共同合作研制成功的＂海马号＂，它装备有多功能机械手、水下摄像照相系统、声纳定位系统，可更换的作业底盘等，然而“海马号”由于其复杂强烈的电磁环境和巨大的体积，仍无法满足导管架腐蚀检测的需求。综上所述，国内外还没有专门针对导管架健康状态进行检测的专用水下机器人平台，传统的水下电视，进水结构件测试法，水下超声测厚等常规无损检测技术依然是导管架腐蚀检测，电位检测的主要手段。但传统的水下检测技术大多是点对点检测方式，只能检测传感器覆盖范围内的情况，检查效率低下，难以对导管架进行全面的腐蚀状况检测。由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提高。
技术实现思路
本专利技术为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备及腐蚀检测方法，以实现对海洋平台导管架的全范围检测。本专利技术所采用的技术方案为：一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，包括控制与数据实时交互系统、释放回收系统、脐带缆和导管架腐蚀检测爬行机器人；所述导管架腐蚀检测爬行机器人用于完成对导管架海浪飞溅区和水下区域腐蚀情况的检测，导管架腐蚀检测爬行机器人包括主控系统、机器人本体、作业底盘、液压抱紧单元、滑轨式检测搭载单元和腐蚀检测单元；所述控制与数据实时交互系统包括岸站显示及操作单元、岸基供电单元，负责对导管架腐蚀检测爬行机器人进行实时控制、对腐蚀检测单元检测到的测量数据进行分析存储以及为所述导管架腐蚀检测爬行机器人提供电力；所述脐带缆是控制与数据实时交互系统和导管架腐蚀检测爬行机器人连接的媒介，用于实现控制与数据实时交互系统和导管架腐蚀检测爬行机器人之间信号、数据和能量的传递，所述释放回收系统用于布放和回收所述导管架腐蚀检测爬行机器人。所述作业底盘设置在机器人本体的底端，机器人本体上设置有运动机构，运动机构受控于所述主控系统，运动机构在主控系统的控制下带动所述机器人本体及作业底盘完成前进、后退、左转、右转、上浮、下潜及翻转动作；液压抱紧单元设置在作业底盘上，液压抱紧单元与所述主控系统信号连接，用于控制液压抱紧单元的抱管动作，使作业底盘通过液压抱紧单元抱紧导管架实现抱管爬管运动；滑轨式检测搭载单元包括导轨机构、滑块及重锤，导轨机构包括外导轨及能够沿外导轨滑动的内导轨，外导轨设置在作业底盘内，重锤与滑块相连且位于滑块下方，滑轨式检测搭载单元还包括用于带动所述滑块自内导轨底端运动至内导轨顶端的第一直线驱动机构以及用于带动所述内导轨沿外导轨作直线往复运动的第二直线驱动机构，所述腐蚀检测单元安装在滑块上并随滑块同步运动，作业底盘的底部中央镂空，该镂空区域正对导管架的待检测区域，腐蚀检测单元随滑块运动时正对作业底盘的镂空区域；第一直线驱动机构和第二直线驱动机构均受控于所述主控系统，内导轨在第二直线驱动机构的作用下能够从作业底盘伸出或完全位于作业底盘内部，当滑块在第一直线驱动机构的带动下运动至内导轨的顶端极限位置处时，主控系统控制第一直线驱动机构和第二直线驱动机构均停止运转，滑块连同腐蚀检测单元一起，在重锤的重力作用下沿内导轨下滑；当内导轨位于作业底盘内部时，腐蚀检测单元随滑块下滑时检测的是滑块滑动行程范围内的导管架水下区域部分；当内导轨伸出至作业底盘外部时，腐蚀检测单元随滑块下滑时检测的是滑块滑动行程范围内的导管架飞溅区域部分。所述内导轨的顶端以及外导轨的顶端均设置有限位传感器，限位传感器将检测到的信号实时传输至主控系统，主控系统根据限位传感器检测到的信号控制第一、第二直线驱动机构的运转。所述液压抱紧单元包括液压油站和至少一组液压抱紧机构，液压油站设置在机器人本体上并为所述液压抱紧机构供给液压油，各液压抱紧机构均包括对称设置在作业底盘两侧用于抱紧导管架的抱管机械手，各液压抱紧机构还包括两根对称设置的第一液压杆，一根第一液压杆对应驱动一个抱管机械手，且各抱管机械手的顶端和用于驱动其动作的第一液压杆之间相互铰接，两个相对的抱管机械手在第一液压杆的驱动下实现对导管架的抱持或松开；所述抱管机械手用于与导管架接触的一侧表面上设置有压力传感器。所述第一直线驱动机构包括电机、传送带、上皮带轮和下皮带轮，上皮带轮和下皮带轮分别设置在内导轨的顶端和底端，传送带套置在上、下皮带轮上，上皮带轮或下皮带轮由所述电机驱动旋转，所述滑块安装固定在传送带上，所述电机的启停由主控系统控制。所述第二直线驱动机构包括第二液压杆，第二液压杆的一端与内导轨相连并带动内导轨作直线往复运动。所述腐蚀检测单元包括检测探头、探照灯、摄像头和参比电极，所述检测探头、探照灯和摄像头均设置在滑块底端面向导管架待检测区域的一侧；所述参比电极安装在抱管机械手用于与导管架接触的一侧表面上。所述机器人本体上设置有传感器单元，传感器单元包括水压传感器和电子罗盘，水压传感器用于确定机器人本体的水下位置，电子罗盘用于确定机器人本体的姿态。所述机器人本体顶部设置有多个浮块；所述运动机构包括四个垂向推进器和四个水平推进器，四个垂向推进器分别设置在机器人本体前端的左右两侧及后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，其特征在于，包括控制与数据实时交互系统、释放回收系统、脐带缆和导管架腐蚀检测爬行机器人；所述导管架腐蚀检测爬行机器人用于完成对导管架海浪飞溅区和水下区域腐蚀情况的检测，导管架腐蚀检测爬行机器人包括主控系统、机器人本体、作业底盘、液压抱紧单元、滑轨式检测搭载单元和腐蚀检测单元；所述控制与数据实时交互系统包括岸站显示及操作单元、岸基供电单元，负责对导管架腐蚀检测爬行机器人进行实时控制、对腐蚀检测单元检测到的测量数据进行分析存储以及为所述导管架腐蚀检测爬行机器人提供电力；所述脐带缆是控制与数据实时交互系统和导管架腐蚀检测爬行机器人连接的媒介，用于实现控制与数据实时交互系统和导管架腐蚀检测爬行机器人之间信号、数据和能量的传递；所述释放回收系统用于布放和回收所述导管架腐蚀检测爬行机器人。

【技术特征摘要】
1.一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，其特征在于，包括控制与数据实时交互系统、释放回收系统、脐带缆和导管架腐蚀检测爬行机器人；所述导管架腐蚀检测爬行机器人用于完成对导管架海浪飞溅区和水下区域腐蚀情况的检测，导管架腐蚀检测爬行机器人包括主控系统、机器人本体、作业底盘、液压抱紧单元、滑轨式检测搭载单元和腐蚀检测单元；所述控制与数据实时交互系统包括岸站显示及操作单元、岸基供电单元，负责对导管架腐蚀检测爬行机器人进行实时控制、对腐蚀检测单元检测到的测量数据进行分析存储以及为所述导管架腐蚀检测爬行机器人提供电力；所述脐带缆是控制与数据实时交互系统和导管架腐蚀检测爬行机器人连接的媒介，用于实现控制与数据实时交互系统和导管架腐蚀检测爬行机器人之间信号、数据和能量的传递；所述释放回收系统用于布放和回收所述导管架腐蚀检测爬行机器人。2.根据权利要求1所述的一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，其特征在于，所述作业底盘设置在机器人本体的底端，机器人本体上设置有运动机构，运动机构受控于所述主控系统，运动机构在主控系统的控制下带动所述机器人本体及作业底盘完成前进、后退、左转、右转、上浮、下潜及翻转动作；所述液压抱紧单元设置在作业底盘上，液压抱紧单元与所述主控系统信号连接，用于控制液压抱紧单元的抱管动作，使作业底盘通过液压抱紧单元抱紧导管架实现抱管爬管运动；所述滑轨式检测搭载单元包括导轨机构、滑块及重锤，导轨机构包括外导轨及能够沿外导轨滑动的内导轨，外导轨设置在作业底盘内，重锤与滑块相连且位于滑块下方，滑轨式检测搭载单元还包括用于带动所述滑块自内导轨底端运动至内导轨顶端的第一直线驱动机构以及用于带动所述内导轨沿外导轨作直线往复运动的第二直线驱动机构；所述腐蚀检测单元安装在滑块上并随滑块同步运动，作业底盘的底部中央镂空，该镂空区域正对导管架的待检测区域，腐蚀检测单元随滑块运动时正对作业底盘的镂空区域；所述第一直线驱动机构和第二直线驱动机构均受控于所述主控系统，内导轨在第二直线驱动机构的作用下能够从作业底盘伸出或完全位于作业底盘内部，当滑块在第一直线驱动机构的带动下运动至内导轨的顶端极限位置处时，主控系统控制第一直线驱动机构和第二直线驱动机构均停止运转，滑块连同腐蚀检测单元一起，在重锤的重力作用下沿内导轨下滑；当内导轨位于作业底盘内部时，腐蚀检测单元随滑块下滑时检测的是滑块滑动行程范围内的导管架水下区域部分；当内导轨伸出至作业底盘外部时，腐蚀检测单元随滑块下滑时检测的是滑块滑动行程范围内的导管架飞溅区域部分。3.根据权利要求2所述的一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，其特征在于，所述内导轨的顶端以及外导轨的顶端均设置有限位传感器，限位传感器将检测到的信号实时传输至主控系统，主控系统根据限位传感器检测到的信号控制第一、第二直线驱动机构的运转。4.根据权利要求2所述的一种无磁场干扰的导管架腐蚀检测设备，其特征在于，所述液压抱紧单元包括液压油站和至少一组液压抱紧机构，液压油站设置在机器人本体上并为所述液压抱紧机构供给液压油，各液压抱紧机构均包括对称设置在作业底盘两侧用于抱紧导管架的抱管机械手，各液压抱紧机构还包括两根对称设置的第一液压杆，一根第一液压杆对应驱动一个抱管机械手，且各抱管机械手的顶端和用于驱动其动作的第一液压杆之间相互铰接，两个相对的抱管机械手在第一液压杆的驱动下实现对导管架的抱持或松开；所述抱管机械手用于与导管架接...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋大雷，高荣杰，杜敏，乜云利，时文昌，曲天宇，张逸恒，路宁，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37