一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法技术

本发明专利技术涉及一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，属于无损检测技术领域。本发明专利技术采用卫星定位和惯性导航(GPS/INS)组合导航系统定位，通过支撑轮式管道机器人驱动三轴漏磁检测装置和电磁超声检测装置，保证检测器拥有稳定运行速度；通过管道中的三轴漏磁检测装置对管道内部进行漏磁检测，并获取到管道内的漏磁信号，对采集到的漏磁信号进行数据处理判断所测管道缺陷位置及大小；同时，进行电磁超声波检测，通过电磁超声波探头，在管道机器人带动下缓速前进，将管道缺陷信号采集整理。本发明专利技术利用三轴漏磁检测和电磁超声波检测的不同特性将两种检测方法结合起来，从而实现管道缺陷的全面检测。

【技术实现步骤摘要】
一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法
本专利技术涉及一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，属于无损检测

技术介绍
资源运输管道，由于其具有运营能耗低、运输承载能力大和可长期稳定运行的优势而被广泛运用，尤其是油气管道运输，这就使得油气管道安全尤其重要，现有油气管道缺陷检测技术包括超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测和涡流检测等，每种检测方法都有其优缺点，目前通常使用单种检测方法检测。目前通常使用的管道漏磁检测方法技术存在对管内环境要求不高，不需要耦合，适用范围广泛，价格低廉的优点，技术最成熟，但是存在检测受外界因素干扰较大的缺点。现有的电磁超声波检测方法存在穿透能力强，可对较大厚度范围内的管道内部缺陷进行检测，缺陷定位较准确、对面积型缺陷的检出率较高，灵敏度高，现场使用较方便等优点。但是也存在无法对管道中的缺陷进行精确的定性、定量研究并且对具有复杂形状或不规则外形的试件进行电磁超声检测有困难。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中检测管道内部缺陷存在的问题，提出一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，本专利技术采用卫星定位和惯性导航(GPS/INS)组合导航系统定位，通过支撑轮式管道机器人驱动三轴漏磁检测装置和电磁超声检测装置，保证检测器拥有稳定运行速度；通过管道中的三轴漏磁检测装置对管道内部进行漏磁检测，并获取到管道内的漏磁信号，对采集到的漏磁信号进行数据处理判断所测管道缺陷位置及大小；同时，进行电磁超声波检测，通过电磁超声波探头，在管道机器人带动下缓速前进，将管道缺陷信号采集整理。本专利技术利用三轴漏磁检测和电磁超声波检测的不同特性将两种检测方法结合起来，从而实现管道缺陷的全面检测。本专利技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，采用联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的装置进行检测管道缺陷，装置包括GPS/INS组合导航系统28、支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置、电磁超声波检测装置和计算机29；卫星定位和惯性导航(GPS/INS)组合导航系统28，用于精确定位装置在管线中的具体位置，同时得到检出缺陷的具体位置信息；支撑轮式管道机器人，用于使三轴漏磁检测装置和电磁超声检测装置在被测管道1内稳定前进；三轴漏磁检测装置，用于将管壁磁化至近饱和状态后通过观测磁回路中磁力线的变形，即产生漏磁场，采集漏磁信号进行数据处理；电磁超声波检测装置，用于激发电磁超声检测装置内的探头发出电磁超声波信号，利用波速和传播时间得到对应的传播距离从而得到缺陷具体位置；计算机29，用于存储并处理待测钢管的尺寸参数、联合检测缺陷装置在管道中的实时位置信息、电磁超声检测装置和三轴漏磁检测装置传输回来的不同信号；三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置分别设置在支撑轮式管道机器人两端，GPS/INS组合导航系统28设置在支撑轮式管道机器人上；GPS/INS组合导航系统28、支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置均与计算机连接；进一步的，所述三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置通过紧固连接件11分别设置在支撑轮式管道机器人两端；卫星定位和惯性导航(GPS/INS)组合导航系统28在管道进出口处采用GPS卫星导航定位作为校准数据，在管道内采用INS惯性导航系统进行定位跟踪，以使定位数据会更精确；检测管道缺陷的方法，包括以下具体步骤：(1)将三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置分别设置在支撑轮式管道机器人两端，GPS/INS组合导航系统设置在支撑轮式管道机器人上；根据被测管道的管径，调整支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置使其中心轴线与管道的中心轴线重合，并使与支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置与管道的内壁贴合；(2)设定电磁超声波检测装置的扫描速度；(3)将装配好的支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置放置于待测管道中，支撑轮式管道机器人驱动三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置在待测管道内匀速前进；(4)电磁超声波检测装置检测超声波的电涡流信号，并将电涡流信号传递给计算机，计算机根据电涡流信号变化情况，判断识别出管道缺陷的位置；(5)三轴漏磁检测装置检测漏磁的电动势信号，并将电动势信号传递给计算机，计算机根据电动势信号变化情况，判断识别出管道缺陷的位置；(6)计算机根据电磁超声波检测装置的超声波的电涡流信号和三轴漏磁检测装置检测的漏磁电动势信号，耦合形成管道缺陷图。进一步的，所述支撑轮式管道机器人设置有定位天线21，定位天线21与计算机29无线连接；所述三轴漏磁检测装置包括安装壳体13，安装壳体13周向上设置有电刷集I12、电刷集II和漏磁检测探头16，电刷集I12和电刷集II分别位于漏磁检测探头16的两侧，电刷集I12和电刷集II均与管道1内壁贴合，安装壳体13上还设置有数据采集仪17，漏磁检测探头16与数据采集仪17连接，数据采集仪17与计算机连接；所述安装壳体13上设置有滚轮转轴18，滚轮转轴18上设置有减震器19，减震器19可沿滚轮转轴18绕安装壳体13转动，减震器19另一端设置有滚轮20，滚轮20与管道1内壁贴合；所述安装壳体13上设置有无线信号发射装置14和无线信号接收装置15；数据采集仪17通过信号发射装置14和信号接收装置15与计算机连接；所述支撑轮式管道机器人包括管道机器人主体10，管道机器人主体10上设置有电源9、电机39、传动构件和驱动轮7，电机39与电源9通过导线38电连接，电机39的输出端通过传动构件与驱动轮7连接，驱动轮7与管道1内壁贴合；进一步的，所述传动构件包括锥齿轮A30、锥齿轮B31、传动杆保护壳32、传动杆33、万向传动装置34、副传动轴35、锥齿轮C36、锥齿轮D37、主传动轴40，锥齿轮D37固定设置在电机39的输出端，锥齿轮C36固定设置在副传动轴35端头，锥齿轮C36与锥齿轮D37啮合，副传动轴35与万向传动装置34连接，万向传动装置34设置在驱动轮传动滚轴8顶端，驱动轮传动滚轴8底端固定设置在管道机器人主体10表面，万向传动装置34与传动杆33的端头连接，传动杆33的外侧设置有传动杆保护壳32，传动杆33的另一端头固定设置有锥齿轮B31，锥齿轮B31与锥齿轮A30啮合，锥齿轮B31与锥齿轮A30均设置在传动杆保护壳32内，锥齿轮A30固定设置在驱动轮7的中心转轴端头；所述电磁超声波检测装置包括橡胶防撞头2、探头安装座27、清污盘3、电磁超声波检测探头26、万向联轴器25、轴向定位支座22，轴向定位支座22与支撑轮式管道机器人固定连接，轴向定位支座22的周向上通过滑轮伸缩杆24设置有滑轮23，滑轮23与管道1内壁贴合，轴向定位支座22的另一端固定设置有万向联轴器25，电磁超声波检测探头26通过探头伸缩杆5均匀固定设置在探头安装座27的周向上，橡胶防撞头2、清污盘I3、探头安装座27、清污盘II本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，其特征在于：采用联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的装置进行管道缺陷检测，装置包括GPS/INS组合导航系统(28)、支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置、电磁超声波检测装置和计算机(29)；/n三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置分别设置在支撑轮式管道机器人两端，GPS/INS组合导航系统(28)设置在支撑轮式管道机器人上；GPS/INS组合导航系统(28)、支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置均与计算机连接；/n检测管道缺陷的方法包括以下具体步骤：/n(1)将三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置分别设置在支撑轮式管道机器人两端，GPS/INS组合导航系统设置在支撑轮式管道机器人上；根据被测管道的管径，调整支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置使其中心轴线与管道的中心轴线重合，并使与支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置与管道的内壁贴合；/n(2)设定电磁超声波检测装置的扫描速度；/n(3)将装配好的支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置放置于待测管道中，支撑轮式管道机器人驱动三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置在待测管道内匀速前进；/n(4)电磁超声波检测装置检测超声波的电涡流信号，并将电涡流信号传递给计算机，计算机根据电涡流信号变化情况，判断识别出管道缺陷的位置；/n(5)三轴漏磁检测装置检测漏磁的电动势信号，并将电动势信号传递给计算机，计算机根据电动势信号变化情况，判断识别出管道缺陷的位置；/n(6)计算机根据电磁超声波检测装置的超声波的电涡流信号和三轴漏磁检测装置检测的漏磁电动势信号，耦合形成管道缺陷图。/n...

【技术特征摘要】
1.一种联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，其特征在于：采用联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的装置进行管道缺陷检测，装置包括GPS/INS组合导航系统(28)、支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置、电磁超声波检测装置和计算机(29)；
三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置分别设置在支撑轮式管道机器人两端，GPS/INS组合导航系统(28)设置在支撑轮式管道机器人上；GPS/INS组合导航系统(28)、支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置均与计算机连接；
检测管道缺陷的方法包括以下具体步骤：
(1)将三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置分别设置在支撑轮式管道机器人两端，GPS/INS组合导航系统设置在支撑轮式管道机器人上；根据被测管道的管径，调整支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置使其中心轴线与管道的中心轴线重合，并使与支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置与管道的内壁贴合；
(2)设定电磁超声波检测装置的扫描速度；
(3)将装配好的支撑轮式管道机器人、三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置放置于待测管道中，支撑轮式管道机器人驱动三轴漏磁检测装置和电磁超声波检测装置在待测管道内匀速前进；
(4)电磁超声波检测装置检测超声波的电涡流信号，并将电涡流信号传递给计算机，计算机根据电涡流信号变化情况，判断识别出管道缺陷的位置；
(5)三轴漏磁检测装置检测漏磁的电动势信号，并将电动势信号传递给计算机，计算机根据电动势信号变化情况，判断识别出管道缺陷的位置；
(6)计算机根据电磁超声波检测装置的超声波的电涡流信号和三轴漏磁检测装置检测的漏磁电动势信号，耦合形成管道缺陷图。


2.根据权利要求1所述联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，其特征在于：三轴漏磁检测装置包括安装壳体(13)，安装壳体(13)周向上设置有电刷集I(12)、电刷集II和漏磁检测探头(16)，电刷集I(12)和电刷集II分别位于漏磁检测探头(16)的两侧，电刷集I(12)和电刷集II均与管道(1)内壁贴合，安装壳体(13)上还设置有数据采集仪(17)，漏磁检测探头(16)与数据采集仪(17)连接，数据采集仪(17)与计算机连接。


3.根据权利要求2所述联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，其特征在于：安装壳体(13)上设置有滚轮转轴(18)，滚轮转轴(18)上设置有减震器(19)，减震器(19)可沿滚轮转轴(18)绕安装壳体(13)转动，减震器(19)另一端设置有滚轮(20)，滚轮(20)与管道(1)内壁贴合。


4.根据权利要求2所述联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，其特征在于：支撑轮式管道机器人包括管道机器人主体(10)，管道机器人主体(10)上设置有电源(9)、电机(39)、传动构件和驱动轮(7)，电机(39)与电源(9)电连接，电机(39)的输出端通过传动构件与驱动轮(7)连接，驱动轮(7)与管道(1)内壁贴合。


5.根据权利要求4所述联合漏磁与电磁超声波检测管道缺陷的方法，其特征在于：传动构件包括锥齿轮A(30)、锥齿轮B(31)、传动杆保护壳(32)、传动杆(33)、万向传动装置(34)、副传动轴(35)、锥齿轮C(36)、锥齿轮D(37)、主传动轴(40)，锥齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鹏云，江梦，陈海洋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53