淺析管道內檢測定位準確性

摘 要：管道內檢測并不是一項簡單的工作，因為管道內部的腐蝕缺陷情況很難準確的定位，這樣就讓管道的維護和檢修變得十分困難。如今，在國內外相關人士的不懈努力下，管道腐蝕缺陷的檢測方法已經越來越多，不過對管道內部缺陷準確定位的研究還需不斷的完善。

關鍵詞：管道內檢測；缺陷定位；GPS定位

現如今，管道的運輸已經成為了與鐵路、公路、水路、航空運輸同等重要的運輸方式，它廣泛的應用于原油、天然氣以及其它液氣產品的運輸中。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，尤其是西氣東輸工程的啟動，使得管道運輸越來越為人們所重視。管道運輸能夠安全的輸送油氣資源，不過管道的保養卻是十分困難的事情，管道容易老化、銹蝕，再加之突發自然災害及人為破壞的作用，很容易導致管道破裂，如果不能及時發現并遏制，極易造成資源的浪費、環境污染，造成泄漏的話極易釀成災禍，危害環境和人身安全。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壁的污損情況等都會影響到測量結果。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，是不夠準確的，因為采用這種發法進行測量時，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，相關的研究人員提出許多改進方案希望能夠解決里程輪定位法測量精度差的問題。

1.2 加速度計定位法

所謂的加速度定位法其實是利用牛頓運動學定律的基本原理，即物體的運動距離是其加速度的二次積分的原理進行的測量。具體的操作方式是在管道的內檢測器上添加一個加速度計，詳細的記載檢測器的前進方向的加速度，再運用采樣時鐘，計算任意時間檢測器在管道內經過的距離，結合初始速度進行測算定位。因為管道一般是傾斜的，所以加速度計在管道內行進時所受的重力影響，有沿斜坡方向分力的作用，測算距離時要加入重力加速度分量。

1.3 慣性導航定位法

慣性導航系統（INS）定位法具體說來就是以慣性元件（陀螺儀和加速度計）來進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時的角速度，僅僅需要一次積分就能算出物體旋轉的角度。而加速度計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。借助物體轉動角度和加速度的綜合處理后的位移，即可實現缺陷定位。不過，慣性導航定位法也有一定的誤差，隨著時間和測量距離的加大測量的精度值會下降。

1.4 GPS技術定位法

全球定位系統即GPS系統主要有三個部分的應用：空間部分的GPS是衛星星座；地面控制部分的GPS是地面監控系統；用戶設備部分的GPS是信號接收機。GPS的定位原理是：利用衛星不間斷信息，包括星歷參數和時間等，用戶需要接收這些信息，并通過計算得到三維圖像和運動速度、時間等信息。運用GPS 對數據進行同步采集，其檢測到的泄漏定位可精確到總管線長度的1%左右，與傳統的測量方法相比其精準度提升3 倍。

2 管道內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焊縫和螺旋焊縫兩種，據不同的情況而定要適當的選用焊縫定位法來檢測管道內的腐蝕缺陷。如果施工現場沒有條件，不能挖開土層以確定管道受腐蝕的環焊縫的位置，可以先讓6點鐘螺旋焊縫暴露出來，然后根據檢測軟件上的曲線圖測算出受腐蝕缺陷的實際距離，也能夠準確定位管道的腐蝕缺陷。

2.2 磁標記定位法

就當前的情形來看，采用磁標記定位法時一般會在埋設管線就設置磁標記，每隔一定距離設置一個標記，與此同時將磁標記的位置準確的記錄下來，這樣運用SINS（捷聯慣導系統）的管道檢測起來更為的方便，根據SINS系統的記錄還可以修正航跡，達到精準的檢測數據。

2.3 地面標記系統法

管道檢測器地面標記系統也被稱作marker，也是一種管道檢測器的配套設備，它可以檢測并記錄檢測器經過設標參考點的時間，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與地面標記器的時間，在檢測器運行時，電子系統會將管道信息記錄下來，再結合地面標記器的時間數據，便能夠得到管道缺陷的準確定位。

3 有效提高腐蝕缺陷定位準確性的方法

磁標記和腐蝕缺陷是管道內檢測定位時的兩個方面，而現場定位現在一般都會運用GPS定位儀來實施，通常來講，能夠影響定位準確度的因素有：（1）管道的走向。因為在鋪設管道的時候，受地理位置的影響是很難將管線鋪設成直線的，所以大多數的管道都會有彎曲回環的地方，對于彎路較多的管線用GPS定位的話可能會產生誤差，因為GPS定位只能定位直線的距離；（2）里程輪打滑或不轉動。是檢測器于管道內運作的時候，如果有里程輪打滑或不轉動情形的出現，也會影響檢查的準確性，因為檢測器是憑借輸送介質的滑行運動的，這樣就很容易導致GPS不能精確的定位；（3）受到障礙物、信號塔、高壓線等干擾。如果在進行檢測時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，無法提供準確的數據，使GPS無法準確的定位。

根據相關檢測人員的豐富經驗，可以總結出以下幾種方法，用以提高管道腐蝕缺陷定位的準確度：

（1）可以在運用GPS定位管道缺陷距離時，適當的縮短實際距離，這是因為管道基本上不會完全的按照直線鋪設，所以，相關的檢測人員在實際的操作中，可以參照相應的進行數據測算，也可以得到較為準確的缺陷位置；如果所檢測的缺陷多存在于彎頭附近，就可以根據彎頭的曲率半徑進行縮短，基本規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，出現里程輪打滑可能導致里程輪所轉的距離與檢測器所行進的距離不相符，而檢測器往往要比里程輪所傳的距離遠得多。比如說當里程輪打滑的時候，若不考慮管道自身彎曲的情況，那么檢測人員在定位時，也需要多走一二百米的距離，才能達到管道缺陷的相應位置。

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

4 結束語

文章列舉了當前管道內檢測腐蝕缺陷定位的幾種方法，并分析了影響GPS 定位準確性的相關因素，提出了保障管道內檢測腐蝕缺陷定位準確性的辦法，為保障石油管道安全運行的相關研究和實踐工作提供科學依據。

參考文獻

[1]王占山，陳鋼，馮健，等.長輸管道泄漏檢測和定位技術[J].沈陽工業學院學報，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].科學技術與工程，2008，8（20）：5603-5607.