CN105222827A - 一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，采用超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记检测三种方法相结合的集成检测方法，提高在役金属管道及承压件安全监测准确度，实现在役金属管道及承压件的安全状态综合评价，预测在役金属管道及承压件安全状态发展趋势。进一步的，采用无线数据传输技术，实现在役金属管道及承压件的腐蚀、壁厚与应力集中等安全状态的远程监测与数据存储、分析、管理，大大提高了在役管道的安全评估效率。

Description

一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法

所属技术领域

本发明涉及一种无损检测方法，特别是涉及一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法。

背景技术

管道输送是现代石油、天然气的主要运输方式，因输油输气管道埋于地下，外部环境恶劣，再加上管道内部介质冲刷、介质腐蚀等影响，造成管道管壁发生腐蚀、减薄与应力集中，导致管道破裂泄漏事故，造成重大资源浪费和环境污染。因此，监测管道腐蚀、壁厚减薄、应力集中情况，及时发现可导致管道破裂泄漏的腐蚀点、壁厚减薄点、应力集中点，对于保证输油输气管道安全运行具有重要的现实意义。此外，金属承压件在役使用过程中，也极易出现腐蚀、磨损、应力集中疲劳损伤。当前，通常采用超声测厚方法检测壁厚、电化学方法检测腐蚀、金属磁记忆方法检测应力集中状态，并且通常需要挖开管道进行人工检测，检测效率极低，成本极高。在役监测目前仅有单一的超声厚度监测或电化学腐蚀监测，尚无应力集中状态监测。当前最大问题是，单一的检测/监测方法，无法实现对管道的健康状态综合评价。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，采用超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记检测三种方法相结合的集成检测方法，提高在役金属管道及承压件安全监测准确度，实现在役金属管道及承压件的安全状态综合评价，预测在役金属管道及承压件安全状态发展趋势，进一步的，采用无线数据传输技术，实现在役金属管道及承压件的腐蚀、壁厚与应力集中等安全状态的远程监测与数据存储、分析、管理。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，其特征在于：采用超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记检测三种方法相结合的集成检测方法，提高在役金属管道及承压件安全监测准确度，实现在役金属管道及承压件的安全状态综合评价，包括如下步骤，

a.被检在役金属管道或承压件监测部位上布置超声测厚探头、电化学腐蚀检测探头、金属磁记忆阵列检测探头；所述金属磁记忆阵列检测探头包括多个检测阵元；超声测厚探头连接超声测厚仪；电化学腐蚀检测探头连接电化学腐蚀检测仪；金属磁记忆阵列检测探头连接金属磁记忆检测仪；超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪连接监测服务器；所述监测服务器控制超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪的开关、参数调节、检测工作，并接收、存储、管理超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪传输的检测数据；

b.监测服务器控制超声测厚仪定时激励超声测厚探头测量被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值，超声检测仪将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值数据传输至监测服务器；

c.监测服务器控制电化学腐蚀检测仪定时激励电化学腐蚀检测探头测量被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数，电化学腐蚀检测仪将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数传输至监测服务器；

d.监测服务器控制金属磁记忆检测仪定时控制金属磁记忆阵列检测探头对被检在役金属管道或承压件监测部位进行电子扫查，测量被检在役金属管道或承压件监测部位的磁场强度；所述电子扫查是一种模拟金属磁记忆检测探头移动扫查的方法，金属磁记忆检测仪通过电子切换方法控制金属磁记忆阵列检测探头实现电子扫查，其过程为，金属磁记忆检测仪接通金属磁记忆阵列检测探头中的一个检测阵元，该检测阵元接通后测量其所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，而后金属磁记忆检测仪关闭该检测阵元，并接通相邻的下一个检测阵元，下一个检测阵元测量其所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，依此，金属磁记忆检测仪控制所有检测阵元一个接一个的测量其所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，金属磁记忆检测仪将测量的所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值数据传输至监测服务器；

e.监测服务器将接收到的被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值，按照监测部位、监测时间归档存储，并制作厚度值-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度的变化；

f.监测服务器将接收到的被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数，按照监测部位、监测时间归档存储，并制作电化学参数-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道或承压件监测部位的腐蚀程度的变化；

g.监测服务器将接收到的所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，按照监测部位、监测时间归档存储，并根据所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值制作被检在役金属管道或承压件监测部位的磁场分布曲线图；磁场分布曲线图中如有磁场强度突变段，则该突变段所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点有应力集中，计算该磁场强度突变段的磁场梯度值，磁场梯度值越大，应力集中强度越大；制作该磁场强度突变段的磁场梯度值-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道或承压件监测部位的应力集中点的应力集中强度变化；

h.监测服务器将被检在役金属管道或承压件监测部位进行分类监控：第一类，厚度值等于标准厚度值、无腐蚀、无应力集中；第二类，厚度值等于标准厚度值、无腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器提高金属磁记忆检测仪测量磁场强度值数据的频率；第三类，厚度值小于标准厚度值、无腐蚀、无应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据的频率；第四类，厚度值小于标准厚度值、有腐蚀、无应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据、电化学腐蚀检测仪测量电化学参数的频率；第五类，厚度值小于标准厚度值、无腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据、金属磁记忆检测仪测量磁场强度值数据的频率；第六类，厚度值小于标准厚度值、有腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据、电化学腐蚀检测仪测量电化学参数、金属磁记忆检测仪测量磁场强度值数据的频率，当厚度值、电化学参数、磁场梯度值达到设定的安全临界值时，及时通知维修人员对被检金属管道或承压件进行维修或更换工作。

进一步的，采用无线数据传输技术，实现被检在役金属管道或承压件安全状态的远程监测与数据存储、分析、管理，其方法为，在步骤a中，超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪连接无线信号传输终端，无线信号传输终端与远程监测服务器无线连接；在步骤b中，超声检测仪通过无线信号传输终端将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值数据传输至远程监测服务器；在步骤c中，电化学腐蚀检测仪通过无线信号传输终端将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数传输至远程监测服务器；在步骤d中，金属磁记忆检测仪通过无线信号传输终端将测量的所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值数据传输至远程监测服务器；步骤e、步骤f、步骤g、步骤h由远程监测服务器来完成。

进一步的，将超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪、无线信号传输终端集成在一台仪器中，形成超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪，所述超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪具有超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记忆检测三种检测功能和无线信号传输功能；超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪与远程监测服务器无线连接；远程监测服务器远程控制超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪。

本发明的有益效果是，提供一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，采用超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记检测三种方法相结合的集成检测方法，提高在役金属管道及承压件安全监测准确度，实现在役金属管道及承压件的安全状态综合评价，预测在役金属管道及承压件安全状态发展趋势。进一步的，采用无线数据传输技术，实现在役金属管道及承压件的腐蚀、壁厚与应力集中等安全状态的远程监测与数据存储、分析、管理，大大提高了在役管道的安全评估效率。

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法不局限于实施例。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一实施例的监测示意图。

图2是本发明第二实施例的监测示意图。

图中，1.超声测厚探头，2.电化学腐蚀检测探头，3.金属磁记忆阵列检测探头，4.超声测厚仪，5.电化学腐蚀检测仪，6.金属磁记忆检测仪，7.监测服务器，8.被检在役金属管道，9.无线信号传输终端，10.远程监测服务器。

具体实施方式

图1所示的第一实施例，一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，采用超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记检测三种方法相结合的集成检测方法，提高在役金属管道8安全监测准确度，实现在役金属管道及承压件的安全状态综合评价，包括如下步骤，

a.被检在役金属管道8监测部位上布置超声测厚探头1、电化学腐蚀检测探头2、金属磁记忆阵列检测探头3；所述金属磁记忆阵列检测探头3包括多个检测阵元；超声测厚探头1连接超声测厚仪4；电化学腐蚀检测探头2连接电化学腐蚀检测仪5；金属磁记忆阵列检测探头3连接金属磁记忆检测仪6；超声测厚仪4、电化学腐蚀检测仪5、金属磁记忆检测仪6连接监测服务器7；所述监测服务器7控制超声测厚仪4、电化学腐蚀检测仪5、金属磁记忆检测仪6的开关、参数调节、检测工作，并接收、存储、管理超声测厚仪4、电化学腐蚀检测仪5、金属磁记忆检测仪6传输的检测数据；

b.监测服务器7控制超声测厚仪4定时激励超声测厚探头1测量被检在役金属管道8监测部位的厚度值，超声检测仪4将测量的被检在役金属管道8监测部位的厚度值数据传输至监测服务器7；

c.监测服务器7控制电化学腐蚀检测仪5定时激励电化学腐蚀检测探头2测量被检在役金属管道8监测部位的电化学参数，电化学腐蚀检测仪5将测量的被检在役金属管道8监测部位的电化学参数传输至监测服务器7；

d.监测服务器7控制金属磁记忆检测仪6定时控制金属磁记忆阵列检测探头3对被检在役金属管道8监测部位进行电子扫查，测量被检在役金属管道8监测部位的磁场强度；所述电子扫查是一种模拟金属磁记忆检测探头移动扫查的方法，金属磁记忆检测仪6通过电子切换方法控制金属磁记忆阵列检测探头3实现电子扫查，其过程为，金属磁记忆检测仪6接通金属磁记忆阵列检测探头3中的一个检测阵元，该检测阵元接通后测量其所对应的被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值，而后金属磁记忆检测仪6关闭该检测阵元，并接通相邻的下一个检测阵元，下一个检测阵元测量其所对应的被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值，依此，金属磁记忆检测仪6控制所有检测阵元一个接一个的测量其所对应的被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值，金属磁记忆检测仪6将测量的所有被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值数据传输至监测服务器7；

e.监测服务器7将接收到的被检在役金属管道8监测部位的厚度值，按照监测部位、监测时间归档存储，并制作厚度值-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道8监测部位的厚度的变化；

f.监测服务器7将接收到的被检在役金属管道8监测部位的电化学参数，按照监测部位、监测时间归档存储，并制作电化学参数-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道8监测部位的腐蚀程度的变化；

g.监测服务器7将接收到的所有被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值，按照监测部位、监测时间归档存储，并根据所有被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值制作被检在役金属管道8监测部位的磁场分布曲线图；磁场分布曲线图中如有磁场强度突变段，则该突变段所对应的被检在役金属管道8监测部位点有应力集中，计算该磁场强度突变段的磁场梯度值，磁场梯度值越大，应力集中强度越大；制作该磁场强度突变段的磁场梯度值-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道8监测部位的应力集中点的应力集中强度变化；

h.监测服务器7将被检在役金属管道8监测部位进行分类监控：第一类，厚度值等于标准厚度值、无腐蚀、无应力集中；第二类，厚度值等于标准厚度值、无腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器7提高金属磁记忆检测仪6测量磁场强度值数据的频率；第三类，厚度值小于标准厚度值、无腐蚀、无应力集中，监测人员应设置监测服务器7提高超声测厚仪4测量厚度值数据的频率；第四类，厚度值小于标准厚度值、有腐蚀、无应力集中，监测人员应设置监测服务器7提高超声测厚仪4测量厚度值数据、电化学腐蚀检测仪5测量电化学参数的频率；第五类，厚度值小于标准厚度值、无腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器7提高超声测厚仪4测量厚度值数据、金属磁记忆检测仪5测量磁场强度值数据的频率；第六类，厚度值小于标准厚度值、有腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器7提高超声测厚仪4测量厚度值数据、电化学腐蚀检测仪5测量电化学参数、金属磁记忆检测仪6测量磁场强度值数据的频率，当厚度值、电化学参数、磁场梯度值达到设定的安全临界值时，及时通知维修人员对被检在役金属管道8进行维修或更换工作。

图2所示的第二实施例，进一步的，采用无线数据传输技术，实现被检在役金属管道8安全状态的远程监测与数据存储、分析、管理，其方法为，在步骤a中，超声测厚仪4、电化学腐蚀检测仪5、金属磁记忆检测仪6连接无线信号传输终端9，无线信号传输终端9与远程监测服务器10无线连接；在步骤b中，超声检测仪4通过无线信号传输终端9将测量的被检在役金属管道8监测部位的厚度值数据传输至远程监测服务器10；在步骤c中，电化学腐蚀检测仪5通过无线信号传输终端9将测量的被检在役金属管道8监测部位的电化学参数传输至远程监测服务器10；在步骤d中，金属磁记忆检测仪6通过无线信号传输终端9将测量的所有被检在役金属管道8监测部位点的磁场强度值数据传输至远程监测服务器10；步骤e、步骤f、步骤g、步骤h由远程监测服务器10来完成。

第三实施例，进一步的，将超声测厚仪4、电化学腐蚀检测仪5、金属磁记忆检测仪6、无线信号传输终端9集成在一台仪器中，形成超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪，所述超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪具有超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记忆检测三种检测功能和无线信号传输功能；超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪与远程监测服务器10无线连接；远程监测服务器10远程控制超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪。

上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，其特征在于：采用超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记检测三种方法相结合的集成检测方法，提高在役金属管道及承压件安全监测准确度，实现在役金属管道及承压件的安全状态综合评价，包括如下步骤，

a.被检在役金属管道或承压件监测部位上布置超声测厚探头、电化学腐蚀检测探头、金属磁记忆阵列检测探头；所述金属磁记忆阵列检测探头包括多个检测阵元；超声测厚探头连接超声测厚仪；电化学腐蚀检测探头连接电化学腐蚀检测仪；金属磁记忆阵列检测探头连接金属磁记忆检测仪；超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪连接监测服务器；所述监测服务器控制超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪的开关、参数调节、检测工作，并接收、存储、管理超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪传输的检测数据；

b.监测服务器控制超声测厚仪定时激励超声测厚探头测量被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值，超声检测仪将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值数据传输至监测服务器；

c.监测服务器控制电化学腐蚀检测仪定时激励电化学腐蚀检测探头测量被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数，电化学腐蚀检测仪将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数传输至监测服务器；

d.监测服务器控制金属磁记忆检测仪定时控制金属磁记忆阵列检测探头对被检在役金属管道或承压件监测部位进行电子扫查，测量被检在役金属管道或承压件监测部位的磁场强度；所述电子扫查是一种模拟金属磁记忆检测探头移动扫查的方法，金属磁记忆检测仪通过电子切换方法控制金属磁记忆阵列检测探头实现电子扫查，其过程为，金属磁记忆检测仪接通金属磁记忆阵列检测探头中的一个检测阵元，该检测阵元接通后测量其所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，而后金属磁记忆检测仪关闭该检测阵元，并接通相邻的下一个检测阵元，下一个检测阵元测量其所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，依此，金属磁记忆检测仪控制所有检测阵元一个接一个的测量其所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，金属磁记忆检测仪将测量的所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值数据传输至监测服务器；

e.监测服务器将接收到的被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值，按照监测部位、监测时间归档存储，并制作厚度值-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度的变化；

f.监测服务器将接收到的被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数，按照监测部位、监测时间归档存储，并制作电化学参数-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道或承压件监测部位的腐蚀程度的变化；

g.监测服务器将接收到的所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值，按照监测部位、监测时间归档存储，并根据所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值制作被检在役金属管道或承压件监测部位的磁场分布曲线图；磁场分布曲线图中如有磁场强度突变段，则该突变段所对应的被检在役金属管道或承压件监测部位点有应力集中，计算该磁场强度突变段的磁场梯度值，磁场梯度值越大，应力集中强度越大；制作该磁场强度突变段的磁场梯度值-时间曲线图，依此来监控被检在役金属管道或承压件监测部位的应力集中点的应力集中强度变化；

h.监测服务器将被检在役金属管道或承压件监测部位进行分类监控：第一类，厚度值等于标准厚度值、无腐蚀、无应力集中；第二类，厚度值等于标准厚度值、无腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器提高金属磁记忆检测仪测量磁场强度值数据的频率；第三类，厚度值小于标准厚度值、无腐蚀、无应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据的频率；第四类，厚度值小于标准厚度值、有腐蚀、无应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据、电化学腐蚀检测仪测量电化学参数的频率；第五类，厚度值小于标准厚度值、无腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据、金属磁记忆检测仪测量磁场强度值数据的频率；第六类，厚度值小于标准厚度值、有腐蚀、有应力集中，监测人员应设置监测服务器提高超声测厚仪测量厚度值数据、电化学腐蚀检测仪测量电化学参数、金属磁记忆检测仪测量磁场强度值数据的频率，当厚度值、电化学参数、磁场梯度值达到设定的安全临界值时，及时通知维修人员对被检金属管道或承压件进行维修或更换工作。

2.根据权利要求1所述的一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，其特征在于：进一步的，采用无线数据传输技术，实现被检在役金属管道或承压件安全状态的远程监测与数据存储、分析、管理，其方法为，在步骤a中，超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪连接无线信号传输终端，无线信号传输终端与远程监测服务器无线连接；在步骤b中，超声检测仪通过无线信号传输终端将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的厚度值数据传输至远程监测服务器；在步骤c中，电化学腐蚀检测仪通过无线信号传输终端将测量的被检在役金属管道或承压件监测部位的电化学参数传输至远程监测服务器；在步骤d中，金属磁记忆检测仪通过无线信号传输终端将测量的所有被检在役金属管道或承压件监测部位点的磁场强度值数据传输至远程监测服务器；步骤e、步骤f、步骤g、步骤h由远程监测服务器来完成。

3.根据权利要求2所述的一种在役金属管道及承压件安全综合监测评价方法，其特征在于：进一步的，将超声测厚仪、电化学腐蚀检测仪、金属磁记忆检测仪、无线信号传输终端集成在一台仪器中，形成超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪，所述超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪具有超声测厚、电化学腐蚀检测、金属磁记忆检测三种检测功能和无线信号传输功能；超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪与远程监测服务器无线连接；远程监测服务器远程控制超声-电化学-金属磁记忆集成网络检测仪。