小口径旧管道内腐蚀状况及修复质量检测技术

王 尧

(中国石油大庆油田工程建设有限公司，黑龙江大庆 163712)

小口径旧管道内腐蚀状况及修复质量检测技术

王 尧

(中国石油大庆油田工程建设有限公司，黑龙江大庆 163712)

针对小口径旧管道内腐蚀损坏程度及修复后的质量状况，研究开发了一种长距离小口径管道内部视频检测车，通过视频观察和录象、里程记忆等系统的精密集成，实现了小口径管道长距离内壁表面状况检测。该技术一是可对旧管道的内腐蚀状况的检查和判定，为管道修复的工艺和方法提供依据;二是可对大修后内衬质量进行检测评价，重点是对修复质量的评价。

小口径 长距离 管道 视频检测车

针对油田集输系统管道口径小、距离短、数量多及腐蚀严重等特点，为保证油田的安全生产，国内外开发出许多诸如内插塑料管法、内衬环氧胶泥和内翻衬玻璃钢等管道修复技术。为使管道修复技术配套完善，专门研究开发了一种管道检测技术。

1 技术研制方案

为保证管道修复质量，在管道修复前后需要分别对管道内腐蚀损坏程度及修复后的质量进行检查，大口径管道人可以钻进去检查，而小口径管道(φ600 mm以下)人无法直接进入，就需要一种工具代替人进入管道检查管道内部状况，这种工具就是管道视频检测车。

管道视频检测车可用于管道内壁表面状况的观察与检测，如检查管内有无异物，接口是否符合要求等;检查旧管道的内部状况，如旧管内部积垢腐蚀程度;管道内清理质量检测、内衬修复后质量检测等，如非金属衬里层的粘接状况、表面平整度、同轴度等外观质量检查，尤其适用于人眼无法直接观察到的距离较长的小口径管道，它在石油、化工、城市建设等部门有着广泛的应用。

管道视频检测车具有行走机构和视频观察机构，通过有线控制，能够在管道内一次行走和观察几百米，操作人员在地面不仅能够通过电视屏幕观察管道内部状况，而且可以通过录像设备把管道内部状况记录下来。

考虑到被检测管道直径很小，因此管道视频检测车就必须做到精致小巧，同时有的管道内会有积水，制作管道视频检测车还必须考虑到防水功能。因此管道视频检测车是一个集机械、电气和电子等综合技术的精密机构，尤其是达到整机防水难度很高。经与上海精密电子机械公司合作解决了该技术难题，生产出实用防水型管道视频探测车，其防水和抗污性能有了进一步提高，使之适应管道施工和修复的苛刻要求，为管道非开挖建设和非开挖修复提供了有力保证。

2 技术研制要点

由于被检测的管道内径最小是50 mm，探测器机身直径不得大于40 mm，同时考虑到管道有弯曲状况，机身不能过长，而且在这么细小的机身上必须安装摄像头和照明装置。

把整个机身分成四个部分:(前端)第一部分为摄像窗口和照明装置;第二部分为摄像装置舱;第三部分为电源处理和控制系统舱;(后端)第四部分为防水连接装置。

探测车在前进后退时要防止侧翻，机身必须具有一定的重量，因此制造材料全部采用不锈钢和黄铜，同时采用了低重心机构设计。

采用不锈钢和黄铜材料同时也提高了耐腐蚀性能。

为了适应从二英寸至四英寸管道的探测，采用了改变轮子直径和改变轮轴距离的方法，配备相应的各种轮子和轮轴。

由于机身细小不可能采用很强的照明，必须采用高灵敏度的低照度的摄像头，考虑到性价比因素，采用进口芯片国内组装的小型CCD摄像头。因管道内径有大小，小型CCD摄像头无法采用对焦系统，为在不同管径获取清晰照片，采用泛焦镜头，可获取清晰图像。

由于机身细小，照明系统采用高效率半导体发光元件，通过电子电路控制照明亮度，使摄像头能够获取正常亮度的清晰图像。

由于车身细小，采用前后双向卷扬机拖动探测车前进后退，为了减小前进拖拉钢丝绳对摄像头观察图像的干扰，特地定制了高强度特细不锈钢软钢丝绳。

考虑到国内东北地区冬天严寒气候，特地定制了耐低温(零下40℃)不发硬的专用综合电缆线。

综合电缆线不仅为检测车提供电源和控制信号，同时兼用后退时的拖拉缆绳。

为了保证检测车在管道中间平稳前进或后退，特地设计制造了两台带自动排线机构的卷扬机，一台是电缆卷扬机，一台是不锈钢钢丝绳卷扬机，两台卷扬机都安装了自动离合器，当卷扬机不工作时离合器自动处于分离状态，通过电子控制系统，当一台卷扬机工作时离合器自动合上，如果工作人员突然切换操作另一台卷扬机，为了防止原先工作的卷扬机虽然停止供电但惯性拉动会损坏探测车，特地设计了防止卷扬机惯性控制的延时电子电路，保证在一台卷扬机彻底停止运转后另一台才会运转工作。

图1 管道视频检测车

3 功能和基本技术参数

(1)探测管径:DN50，DN60，DN80 和 DN100。

(2)探测距离:250 m、双向行走。

(3)摄像系统:450线CCD感光泛焦镜头，防爆、防水且防泥沙侵入。

(4)照明系统:亮度可调LED照明。

(5)影像系统:采用微型硬盘实时录像，具有影像重放功能。

(6)显示系统:彩色液晶显示器。

(7)计米系统:电子自动显示探测车位置距离，缺陷定位精度±0.3 m，并且设计了计米置零功能。

(8)行走系统:采用速度可调的电动双向拖拉系统。

(9)输出系统:具有USB输出方便连接电脑进行影视图像编辑;同时具有AV信号输出方便连接其它显示器。

(10)电源系统:采用交流220 V供电，经过安全隔离和通过电源管理器取得低压直流电控制整个系统。

4 检测工艺步骤

(1)利用PIG在待测旧管道内穿牵引绳;

(2)在进管口适当位置放好检测车、控制箱、自动排线电缆盘和钢丝绳电缆盘;

(3)在出管口适当位置将自动排线钢丝绳盘和电缆盘放好(进管口和出管口最大相距250 m);

(4)松开钢丝绳电缆盘，通过牵引绳将钢丝绳拉到管子另一端;

(5)把钢丝绳电缆盘上的电缆和自动排线钢丝绳盘连接;

(6)用四根专用电缆线把控制箱和自动排线电缆盘及钢丝绳电缆盘连接;

(7)完成被测管道穿线工作，并用穿线把自动排线钢丝绳盘上的钢丝头子从管道出口处牵引至管道进口处;

(8)钢丝绳与检测小车连接，自动排线电缆盘与检测小车尾部连接。操作控制箱检查灯光、图像、前进、后退、速度快慢等项目，检查机件是否松动等，一切正常则进行检测;

(9)操作人员必须认真观测管内情况，发现异常立即停车，仔细分析;

(10)检测车走到尽头，可以脱离钢丝绳活络钩子，检测车用自动排线电缆盘拖回从管口取出。

通过室内试验，获得了令人满意的效果。

5 结论

小口径旧管道内腐蚀损坏程度及修复质量视频检测车具有长距离、可拍摄录像、传输、长期储存图像的管道内窥检测仪器，实现小口径管道、长距离的检测，在国内外同类产品属于首创。它的研制开发将在小口径管道清洗及修复工程上得到更加广泛的应用，同时为管道修复质量提供技术保证。

Internal Corrosion of Small－diameter Old Pipelines and Repair Quality Detection Technologies

Wang yao
Engineering ＆ Construction Co.，Ltd.of PetroChina Daqing Oil Field(Daqing，Heilongjiang 163712)

Based upon the corrosion damages and repair quality of small－ diameter old pipelines，an automatic video detection car has been developed for internal detection of long－distance small－diameter pipelines，in which，the video observation，video taking and mileage recording are highly integrated for the testing and detection of surface conditions of internal wall of long－distance small－diameter pipelines.This technology detects the internal corrosion conditions of old pipelines to provides basis for the selection of appropriate repair process and methods before the repair and test and evaluate the repair quality after the repair.

small－diameter，long－distance，pipeline，video detection car

TE977

A

1007－015X(2011)04－0036－03

2011－01－ 10;

2011－07－29。

王尧(1968－)，女，工程师，1990年毕业于大庆石油学院，现在该公司天宇设计院负责科技管理工作。E-mail:wang-zhang2000@tom.com