[发明专利]管道壁厚TEM检测方法和GBH管道腐蚀智能检测仪

说明书

技术领域：

本发明涉及金属管道平均管壁厚度的腐蚀检测、无损检测、瞬变电磁地球物理方法技术。 

背景技术：

国内外检测埋地管道管壁厚度的主要工作流程仍然是：开挖——剥去防腐(保温)层--超声测厚仪测量——包覆——回填。显然，这是一种破坏性检测方法，而且检测数据的代表性、评估结论的可靠性受开挖(抽样)点数及其分布范围的影响。同时，开挖检测的成本和对环境造成的破坏往往也是难以接受的。 

管内检测方法虽然较直观，但它不仅对管道的建设条件以及管径大小和管路平直程度有严格要求，还需要被检管道预先设置有发射——回收探头的装置并已经做过清管处理，而且也不可能做到“不影响管道正常运行作业”。因此，对于大多数已建成并且需要检测的地下管道，管内检测手段难以实施。 

1.国外针对地下管道管体腐蚀的地面检测技术 

1.1“NOPIG”技术 

德国FINO AG公司2002年发布的“NOPIG”技术是一种可在地面通过检测埋地管道金属损失率评价管道腐蚀程度的方法，该方法依据的是频率域电磁原理。 

NOPIG的意思是“非管内检测”。实际上，该方法就是在地面进行的不开挖检测手段。检测系统包括车载发射机、接收器、数据处理器三个组件。发射机连接在管体与大地之间，可以输出从低频到高频的大功率检测信号；接收器由装置在一个半圆状支架上的阵列式多路磁传感器组成，以便在不同的位置接收管道的磁场信号，然后由数据处理器算出某个频率信号激励时的“管中等效电流中心”位置。 

在高频检测条件下，由于趋肤效应，信号电流分布在管壁外表，等效电流中心基本上与管道轴心一致；在低频检测条件下，信号电流分布与管体金属分布状态有关，等效电流中心偏离管道轴心，向金属分布重心偏移。因此，可以依据高、低频检测条件下等效电流中心相对偏移情况来判断管体腐蚀缺陷的位置。NOPIG可以利用其相应的软件计算金属损失率，据称检出下限为25％，但没有检测精度或验证符合率的报道。 

该方法采用“等效电流”数学模型，理论欠严谨。由于必须使用高频信号，因此抗非目标干扰能力差，只适用于“单管”环境。检测时需要在每个测点上通过“扫频式”观测过程来确定“等效电流中心可分辨”的高、低频率值，不仅检测效率低，而且测点之间可对比性差。设备笨重，适宜于在平坦和通过性较好的地区应用。对于我国绝大多数城市、油田、工厂、矿区已建成运行的复杂分布而又欠规范的地下管网而言，适用性很差。 

2.国内针对地下管道管体腐蚀的地面检测技术 

2.1地下金属管道腐蚀状况的地面电测量方法 

中国地质大学刘崧教授等发明了此项地下金属管道腐蚀状况的地面电测量方法，在检测管道两侧垂直管道方向分别布置发射电极AB及接收电极MN，通过改变发射频率进行交流电位 差振幅和相位测量，根据相位频谱曲线上管道异常幅值的大小确定管道是否腐蚀及腐蚀程度。 

金属管道腐蚀相当于管道截面积减小，这会使得在地面上检测的振幅频谱和相位频谱异常，幅值变小，金属管道腐蚀越严重，管道可导电截面积减少越大，振幅频谱和相位频谱异常幅值也就越小。 

本方法对管道周围环境要求较强，在两倍收发距内不应有其它金属管道，目前尚无专用仪器。适用于长输管道的检测，城市、油田管道检测不适用。 

发明内容：

目前，各种已知的非开挖管体腐蚀检测技术都存在着各种缺陷和不足，金属管道管壁厚度TEM检测方法提供了又一种非开挖管道壁厚检测的方法和途径。 

国内尚没有不通过开挖手段检测埋地管道腐蚀状况的专用检测仪器。GBH管道腐蚀智能检测仪是应用金属管道管壁厚度TEM检测方法设计制造的专用管道腐蚀检测系统装置。它是一套虚拟仪器，在地面检测评价埋地管道腐蚀状况，不影响管道正常运行，不需要开挖或剥覆防腐层即可检测管道平均管壁厚度，并可在现场对埋地管道进行实时评价，因此它是一项创新检测技术。适用于石油、石化、燃气、电力、供水等行业金属管道的检测。 

技术方案： 

管道壁厚TEM检测方法和GBH管道腐蚀智能检测仪利用TEM(瞬变电磁)手段检测评价金属管道的剩余管壁厚度，不开挖或剥覆防腐层、不与管道直接接触、不影响管道正常运行。方法的核心问题有两个：一是采用高灵敏度、高稳定性、高抗干扰能力的数据采集系统检测管道的综合物理特性所发生的微小变化，二是利用不同目标体的瞬变响应具有时间可分性的特点来识别并研究被测管段的腐蚀程度。