一种管道缺陷快速磁检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术名称为:一种管道缺陷快速磁检测装置与方法，属于管道无损检测领域，具体涉及一种埋地管道缺陷检测装置与方法。本发明专利技术旨在提供一种基于无人飞行器的磁力外检测装置及其应用方法，通过管道磁信号与管道应力水平和管道埋深之间的定量关系，确定管道埋深与其应力水平，达到对埋地管道进行快速检测的目的。通过检测装置及其使用方法，直接确定埋地管道缺陷的整体应力水平，同时测试管道埋深。

【技术实现步骤摘要】
一种管道缺陷快速磁检测装置与方法二、
：本专利技术属于管道无损检测领域,具体涉及一种埋地管道缺陷检测装置与方法。三、
技术介绍
：3.1
技术介绍
我国已建油气管道的总长度已突破9.5万公里,管道运输输量大、连续、迅速。与此同时,管道缺陷在不断威胁着管道运输的安全。管道常见缺陷有：管道腐蚀、管道变形、焊接缺陷。管道缺陷会导致管道出现断裂或泄漏等故障,极有可能造成不可估量的经济损失、环境破坏或人员伤亡,直接威胁人们的生命和财产安全。我国目前大多采用内检测手段检测管道缺陷,利用管输介质驱动检测器在管道内运行,实时检测和记录管道变形、腐蚀等损伤情况。管道内检测主要针对环焊缝、几何变形以及壁厚减薄等方面的缺陷进行检测,而对裂纹、应力集中等方面的检测不敏感。3.2与本专利技术相关的现有技术一3.2.1现有技术一的技术方案1、清管内检测正式开始前需进行清管作业。对于天然气管道,清管作业可清除管道内部积水、水合物、氧化铁等物质；对于输油管道,清管作业可清除管道内部凝油、结蜡等物质。清管作业可清除管道内的障碍物,为内检测营造检测环境。2、运行测径板在清管结束或临结束时应运行测径板以初步测定整条管道的最小内径值,评估几何检测工具的通过能力。3、运行几何检测工具几何检测工具的支撑材质为橡胶质皮碗,在遭遇管道内径减小的情况时具备更好的柔韧性和恢复,可以通过很多极端的管径变形。凭借测径轮几何检测工具能够更加精确的测量管径变形程度。4、运行模拟体在几何检测工具探测到目标管线具备等于漏磁工具通过内径值的管径变形后,运行模拟体,通过评估模拟体的损坏程度,可以提前预测漏磁工具的损坏程度,进而决定是否可以直接在该管道运行漏磁检测工具。5、运行漏磁检测工具运用漏磁检测工具对管道进行内检测,其目的在于检测运营期管道的服役状态,运营期实施内检测可掌握管道各部位的凹坑、压凹和褶皱等管壁缺陷信息,从而提高管道检修效率。6、生成漏磁检测报告现场工程师将检测工具上的原始数据通过网络和邮寄光盘等方式将相关数据发送至服务商数据处理中心,服务商相关人员会对数据进行分析并生成漏磁检测报告,提供给管道运营商。7、开挖验证管道运营商根据检测报告选取几个工具所探测到的特征点作为开挖验证点,了解是否和检测报告一致。至此,目标管线的内检测工作结束。3.2.2现有技术一的缺点1、在开展内检测前,需要沿目标管线预设内检测器里程校准装置,用于消除累积里程误差,还需对目标管道进行清管,检测流程繁琐,程序复杂。2、内检测器对管道内壁清洁度、介质流速、弯头曲率半径等限制要求,尤其是小口径集输管道,难以进行内检测；同时,若管道存在严重变形,易发生卡堵等风险事故。3、内检测手段仅能够确定缺陷类型及其尺寸,然后根据相关标准计算缺陷应力值,往往与真实应力值相差较大,因此,难以准确评估管道缺陷的应力水平。4、受限于内检测技术的基本原理,内检测器需要从管道内部进行测试,因此无法检测管道埋深。四、
技术实现思路
：本专利技术旨在提供一种基于无人飞行器的磁力外检测装置及其应用方法,通过管道磁信号与管道应力水平和管道埋深之间的定量关系,确定管道埋深与其应力水平,达到对埋地管道进行快速检测的目的。通过检测装置及其使用方法,直接确定埋地管道缺陷的整体应力水平,同时测试管道埋深。五、附图说明：为了更清楚的展示本专利技术的实施例和技术方案，下面将通过附图对实施例或现有技术做简单介绍，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。图1为管道缺陷快速磁检测装置示意图。图2为管道缺陷快速磁检测装置主视图。图3为检测装置内部结构示意图。在1无人飞行器的下部连接3金属连接板,3金属连接板通过八个六角螺母连接1无人飞行器与4检测装置。4检测装置内部包含：5蓄电池、6数据采集器、7数据处理器、8飞行控制系统、9埋深测量仪。5蓄电池通过导线为6数据采集器、7数据处理器、8飞行控制系统、9埋深测量仪供电。6数据采集器通过数据传输线将采集到的数据传输到7数据处理器中。8飞行控制系统利用无线信号控制无人飞行器运动方向以及运动高度,确定无人飞行器飞行方向和速度。9埋深测量仪与8飞行控制系统通过数据传输线相连。9埋深测量仪与7数据处理器通过数据传输线相连。六、具体实施方式(重点)：例：步骤1：检测管道资料调研与现场勘测(1)收集关于检测段管道区域的信息,主要包括检测管段的起点位置和终点位置(测试桩号+里程)、长度、类别和周边描述信息。(2)采用“现场勘测”的方式,运用管道定位仪RD8000确定埋地管道的GPS坐标并在地面上标记管道走向,RD8000可将管道GPS数据无线发送到电脑上。在电脑上可使用测绘应用软件对数据进行分析及处理。步骤2：测量管道所在地区的背景磁场在距管道500米以上的区域中,清理一块3M×3M的平整区域,保证区域内无金属等影响磁场的物质存在。调整无人检测仪位置,使其检测方向与管道走向一致。开启检测装置检测地磁场信息,保持检测过程中无外部扰动,检测时间需控制在10至15分钟,以此保证地磁场数据的准确性,用于消除背景磁场对管道磁信号的干扰,提高缺陷应力的计算精度。所述磁场梯度模量的计算公式为：式中，为X方向磁场感应强度变化量；为Y方向磁场感应强度变化量；为Z方向磁场感应强度变化量。步骤3：无人机飞行路线设置(1)根据RD8000确定的管道GPS数据坐标,现场清理可能会对无人检测仪的检测效果造成影响的金属、树木等。如有清理难度较大或者无法清理的障碍物,可更改GPS数据坐标使得该障碍物对无人检测仪的检测效果影响最小。(2)将电脑处理过的管道GPS坐标数据输入飞行控制系统,飞行控制系统主要由姿态感知控制系统,GPS导航系统组成。姿态感知系统的传感器主要由加速度计、陀螺仪、地磁计、气压计等传感器组成。其中加速度计、陀螺仪构成惯性导航系统,对飞行姿态进行测量。其他传感器则用于测量飞机高度和航向等信息。姿态融合控制单元将传感器信息进行数据融合滤波,从而得到较为精确的姿态,并根据姿态决定姿态控制输出量的大小。GPS导航模块则负责控制无人检测仪飞行的航向和航线,根据飞机当前的GPS坐标信息和接收到的目标点坐标信息,确定飞机飞行方向和速度。飞行控制系统中的GPS导航模块根据输入数据设定无人检测仪的飞行航线与航向。根据无人检测仪当前坐标信息和接收到的目标点位信息,确定无人检测仪飞行方向与速度。△ω＝αv△h/(lr)式中，△ω为螺旋桨转速变化量，rad/s；α为修正系数，无量纲；v为无人检测仪前进速度，m/s；△h为管道埋深变化量，m；l为无人检测仪设定高度，m；r为螺旋桨半径，m。步骤4：无人检测仪现场检测(1)从开始位置启动无人检测仪,无人检测仪从起点升空后,通过电脑端控制下方检测装置开始工作。4检测装置中的9埋深测量仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道缺陷快速磁检测装置与方法，用于管道缺陷检测，其特征在于，包括：/n步骤1，收集关于检测段管道区域的信息并采用“现场勘测”的方式运用管道定位仪RD8000确定埋地管道的GPS坐标并在地面上标记管道走向；/n步骤2，检测地磁场信息，用于消除背景磁场对管道磁信号的干扰，提高缺陷应力水平的计算精度；/n步骤3，将电脑处理过的管道GPS坐标数据输入飞行控制系统。根据无人检测仪当前坐标信息和接收到的目标点位信息，确定无人检测仪飞行方向与速度；/n步骤4，从开始位置启动无人检测仪，无人检测仪从起点升空后，通过电脑端控制下方检测装置开始工作。检测装置中的埋深测量仪测量管道埋深，并将管道埋深数据传输到飞行控制系统中。飞行控制系统接收到管道埋深数据并做出处理后发出指令改变四个螺旋桨的转速从而调整无人检测仪的飞行高度，使其检测全程的飞行高度保持一致；/n步骤5，无人检测仪接收到的管道磁信号进行处理将其转换为应力值并无线传输到电脑端。埋深测量仪实时测量管道埋深，并将埋深数据传输给飞行控制系统和数据处理器。飞行控制系统根据管道埋深数据改变无人检测仪的飞行高度；数据处理器将管道埋深数据以及管道应力值数据无线传输到电脑端；/n步骤6，当无人检测仪按照设定路线行进到终点时，电脑端将无人检测仪采集的信息进行处理，现场绘制里程-应力图与里程-埋深图。/n...

【技术特征摘要】
1.一种管道缺陷快速磁检测装置与方法，用于管道缺陷检测，其特征在于，包括：
步骤1，收集关于检测段管道区域的信息并采用“现场勘测”的方式运用管道定位仪RD8000确定埋地管道的GPS坐标并在地面上标记管道走向；
步骤2，检测地磁场信息，用于消除背景磁场对管道磁信号的干扰，提高缺陷应力水平的计算精度；
步骤3，将电脑处理过的管道GPS坐标数据输入飞行控制系统。根据无人检测仪当前坐标信息和接收到的目标点位信息，确定无人检测仪飞行方向与速度；
步骤4，从开始位置启动无人检测仪，无人检测仪从起点升空后，通过电脑端控制下方检测装置开始工作。检测装置中的埋深测量仪测量管道埋深，并将管道埋深数据传输到飞行控制系统中。飞行控制系统接收到管道埋深数据并做出处理后发出指令改变四个螺旋桨的转速从而调整无人检测仪的飞行高度，使其检测全程的飞行高度保持一致；
步骤5，无人检测仪接收到的管道磁信号进行处理将其转换为应力值并无线传输到电脑端。埋深测量仪实时测量管道埋深，并将埋深数据传输给飞行控制系统和数据处理器。飞行控制系统根据管道埋深数据改变无人检测仪的飞行高度；数据处理器将管道埋深数据以及管道应力值数据无线传输到电脑端；
步骤6，当无人检测仪按照设定路线行进到终点时，电脑端将无人检测仪采集的信息进行处理，现场绘制里程-应力图与里程-埋深图。


2.根据权利要求1所述的一种管道缺陷快速磁检测装置与方法，其特征在于，步骤2中，地磁场信息检测包括以下步骤：
步骤a，在距管道500米以上的区域中，清理一块3M×3M的平整区域，保证区域内无金属等影响磁场的物质存在；
步骤b，调整无人检测仪位置，使其检测方向与管道走向一致。开启检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖德琛，何腾蛟，廖柯熹，何国玺，唐鉴，朱洪东，王亮，汪冉，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51