CN113720765A - 输气管道腐蚀状态检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种输气管道腐蚀状态检测方法和一种输气管道腐蚀状态检测系统，属于管道检测领域。所述系统包括：检测装置，设置在管道检测位置，用于检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直水平介质变化面得回波时间；处理装置，用于根据所述回波时间计算所述管道检测位置的积液高度值。本发明提供的管道腐蚀状态检测方法和管道腐蚀检测系统无需在管道内部放置构件，对于已经铺设好的管道可实现不停输气检测，测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及工程管道检测领域，具体地，涉及一种输气管道腐蚀状态检测方法及一种输气管道腐蚀状态检测系统。
背景技术
在油气的运输过程中，管道是最经济高效、使用最广泛的运输方式。然而，随着铺设里程和运行年限的增长，管道防腐层与管体本身逐渐出现不同程度的腐蚀破损，引发管道使用寿命缩短、油气泄露、甚至发生爆炸、火灾等事故的严重后果，给油气管道运营商带来巨大的经济损失的同时，也给工作人员和周围居住民众的生命财产安全构成了极大的威胁。因此，加强管道检测，实时掌握管道腐蚀现状，对管道的完整性进行评价，对事故高发位置进行预测，部署相应的防护措施，可以降低事故发生概率，延长管道使用寿命。
一般干燥的气体不具有腐蚀性，但当存在积液时，管道内壁就会发生腐蚀，积液的高度决定了管道内壁和液体接触的面积，即可发生积液腐蚀的区域。超声波检测技术是目前国内外运用最广泛、使用频率最高的无损检测技术。在多种超声波检测方法中，时差法运用范围广，常用在厚度检测和液面高度的测量等方面。时差法基于“回波测距”的原理：从发射探头发射的超声波到达某一界面(固-液、固-气、气-液界面)后反射，沿原路径返回到达接收探头，此时与接收探头连接的处理器记录下到达的时间。同时结合超声波在介质中的传播速度，即可测量出壁厚和液面高度。因此，检测的误差来源于时间误差和速度误差两方面。
现有技术中，管内积液高度检测方法主要有两种：一种方式是通过在储罐内部放置温度传感器来测量环境的温度，从而达到对声速进行补偿校正的效果，但温度补偿法适用储罐这种直径大的容器而不适合直径小、空间受限的管道，且温度补偿法温度采集过程和处理器温度修正声速过程(修正公式是个近似公式)会产生一定的误差。第二种是需要在测量装置内部放置参考挡板，进行辅助测量，同样不适合管道这种直径小的结构。
现有技术中，管道腐蚀检测方法未考虑到各向腐蚀差异性，检测位置探测装置覆盖面有限，不能够全面反映管道的腐蚀情况。
本申请发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术的上述方案具有管道腐蚀检测不全面、管道腐蚀状态检测不易操作和精度有限缺陷。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种输气管道腐蚀状态检测方法及系统，其能解决管道腐蚀情况检测不够全面、积液高度测量精度低和不易操作的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种输气管道腐蚀状态检测方法，该方法包括：检测探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间，管道检测位置设置有多个所述探测装置；
根据所述回波时间表征所述管道检测位置的腐蚀现状和管内积液高度；所述管道腐蚀现状通过所述回波时间计算所得壁厚数据反映，所述积液高度通过判断是否高于所述管道的水平中轴线，根据判断结果采用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值。
可选的，所述多个探测装置所在位置为：在管道检测位置的竖直方向上由上至下相对设置第一探测装置和第三探测装置，以及在所述管道检测位置的水平方向上相对设置第二探测装置和第四探测装置；
所述检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间，包括：
检测得到所述第一探测装置所在位置到第一水平介质变化面的回波时间t1，以及所述第一探测装置所在位置到第二水平介质变化面的回波时间t2，t2＞t1；检测得到所述第三探测装置所在位置到第三水平介质变化面的回波时间t5，以及所述第三探测装置所在位置到第二水平介质变化面的回波时间t6，t6＞t5；检测得到所述第二探测装置所在位置到第一竖直介质变化面的回波时间t3，以及所述第二探测装置所在位置到第二竖直介质变化面的回波时间t4，t4＞t3；以及检测得到所述第四探测装置所在位置到第二竖直介质变化面的回波时间t7，以及所述第四探测装置所在位置到第一竖直介质变化面的回波时间t8，t8＞t7；
所述管道检测位置的积液高度值计算如下：
当
时，根据公式(1)得到所述管道检测位置的积液高度值H：
当
时，根据公式(2)得到所述管道检测位置的积液高度值H：
其中，D为所述管道检测位置的外管径，h1、h2、h3和h4依次为所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置所在位置的管道表征管壁厚度。
可选的，所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置所在位置管道的表征管壁厚度h1、h2、h3和h4计算如下：
可选的，所述第一水平介质变化面、所述第二水平介质变化面和所述第三水平介质变化面依次远离所述第一探测装置。
可选的，所述第一竖直介质变化面和所述第二竖直介质变化面依次远离所述第二探测装置。
可选的，所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置位于所述管道检测位置的同一横截面上。
可选的，所述第一探测装置和所述第三探测装置位于竖直方向的中轴线上。
进一步的，提供一种输气管道腐蚀状态检测系统，该系统包括：
检测装置，用于检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间；
处理装置，根据所述回波时间表征所述管道检测位置的腐蚀现状和管内积液高度。所述管道腐蚀现状通过所述回波时间计算所得壁厚数据反映，所述积液高度通过判断是否高于所述管道的水平中轴线，根据判断结果采用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值。
可选的，所述探测装置包括第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置；
所述第一探测装置和所述第三探测装置在所述管道检测位置的竖直方向上相对设置；
所述第二探测装置和所述第四探测装置在所述管道检测位置的水平方向上由上至下相对设置；
所述第一探测装置用于检测得到所述第一探测装置所在位置到第一水平介质变化面的回波时间t1，以及所述第一探测装置所在位置到第二水平介质变化面的回波时间t2，t2＞t1；
所述第三探测装置用于检测得到所述第三探测装置所在位置到第三水平介质变化面的回波时间t5，以及所述第三探测装置所在位置到第二水平介质变化面的回波时间t6，t6＞t5；
所述第二探测装置用于检测得到所述第二探测装置所在位置到第一竖直介质变化面的回波时间t3，以及所述第二探测装置所在位置到第二竖直介质变化面的回波时间t4，t4＞t3；
第四探测装置用于检测得到所述第四探测装置所在位置到第二竖直介质变化面的回波时间t7，以及所述第四探测装置所在位置到第一竖直介质变化面的回波时间t8，t8＞t7；
所述处理装置用于当
时，根据公式(1)得到所述管道检测位置的积液高度值H：
当
时，根据公式(2)得到所述管道检测位置的积液高度值H：
其中，D为所述管道检测位置的外管径；h1、h2、h3和h4依次为所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置所在位置的管道表征管壁厚度。
可选的，所述探测装置为超声波发射、接收两用探头。
可选的，该检测系统还包括：发射电路和接收电路；所述处理装置分别通过所述发射电路和所述接收电路与所述探测装置连接。
可选的，所述接收电路包括：依次连接的同向选频放大电路、滤波放大电路和整形电路；所述探测装置的输出端连接所述同向选频放大电路的输入端，所述整形电路的输出端连接所述处理装置的输入端。
可选的，所述处理装置还连接有显示电路，用于显示回波时间以及所述管道检测位置的壁厚值和积液高度值。
可选的，所述第一水平介质变化面、所述第二水平介质变化面和所述第三水平介质变化面依次远离所述第一探测装置。
可选的，所述第一竖直介质变化面和所述第二竖直介质变化面依次远离所述第二探测装置。
可选的，所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置位于所述管道检测位置的同一横截面上。
通过上述技术方案，对于管道腐蚀状态中的积液高度检测，无需在管道内部放置构件，对于已经铺设好的管道，可实现不停输气检测；无需测量声速，测量精度高。
此外，查询超声波在该管道材质中的传播速度VS，分别乘以t1/2，t3/2，t5/2，t7/2，即为4个方向上对应的壁厚h1，h2，h3，h4，与标准管道壁厚比较，还能检测管道腐蚀状态中的管壁腐蚀现状；这样就全方位检测管道腐蚀现状。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施方式，但并不构成对本发明实施方式的限制。在附图中：
图1是本申请实施方式提供的管道腐蚀状态检测系统的示意图；
图2是图1中管道腐蚀状态检测系统的第一探测装置至第四探测装置的安装位置示意图；
图3为本申请实施方式提供的管道腐蚀状态检测方法的流程示意图。
附图标记说明
1第一探测装置 2第二探测装置
3第三探测装置 4第四探测装置
5管道检测位置的截面 6积液
A第一水平介质变化面 B第二水平介质变化面
C第三水平介质变化面 D第一竖直介质变化面
E第二竖直介质变化面
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指图2为正视图的方位；内、外是检测管道的内、外。
本发明提供一种输气管道腐蚀状态检测系统，该系统见附图1，包括：
检测装置，用于检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间；处理装置，根据所述回波时间表征所述管道检测位置的腐蚀现状和管内积液高度。所述管道腐蚀现状通过所述回波时间计算所得壁厚数据反映，所述积液高度通过判断是否高于所述管道的水平中轴线，根据判断结果采用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值。
可选的，所述探测装置为超声波发射、接收两用探头。优选地，所述超声波发射、接收两用探头可以选用Sonoscaan探头，适用于无损检测。高效而坚固的Sonoscaan探头作为超声波传感器，可与大多数标准的超声波检测设备一起使用，具有良好的声学特性，并可简单地集成到自动测试系统中。
该腐蚀状态检测系统还包括：发射电路和接收电路；发射电路，包括信号放大电路和变压器组件，处理器发出的发射脉冲信号经信号放大电路和变压器组件处理后到达探头，激发探头发射超声波；所述处理装置分别通过所述发射电路和所述接收电路与所述探测装置连接。所述接收电路包括：依次连接的同向选频放大电路、滤波放大电路和整形电路；所述探测装置的输出端连接所述同向选频放大电路的输入端，所述整形电路的输出端连接所述处理装置的输入端。所示处理器还能接收经同向选频放大、滤波放大、整形处理以后的回波信号，并对数据进行处理。
优选地，所述处理装置还连接有显示电路，用于显示回波时间以及所述管道检测位置的壁厚值和积液高度值。当然还包括电源电路，为上述电路或者处理器提供必要电源。
进一步的，探测装置优选为4个，如图2所示，分别为第一探测装置1、第二探测装置2、第三探测装置3和第四探测装置4；安装探测装置时，在剥离管道防腐层，打磨，露出金属管道基体后进行安装。
根据一种实施方式，如图2所示，所述第一水平介质变化面A、所述第二水平介质变化面B和所述第三水平介质变化面C依次远离所述第一探测装置1。所述第一竖直介质变化面D和所述第二竖直介质变化面E依次远离所述第二探测装置2。所述第一探测装置1、第二探测装置2、第三探测装置3和第四探测装置4位于所述管道检测位置的同一横截面5上。也就是将第一探测装置1、第二探测装置2、第三探测装置3和第四探测装置4对应的固定到所述管道检测位置的同一横截面5上的0点钟、3点钟、6点钟、9点钟方向。
根据一种实施方式，管道状态检测详细过程如下：
处理器发射40kHz的脉冲信号，由于发射出的方波电压不足以驱动超声波探头进行工作，所以需要信号放大电路和变压器组件对方波信号进行升压放大，驱动超声波探头发射能量足够大的超声波；
超声波探头被驱动发射超声波，超声波遇到目标物以后，发生反射，沿原路径返回，直至被接收探头吸收；
由于超声波的能量在传输过程中不断被吸收、衰减，同时夹杂着各类干扰噪声，反射回来的波形非常薄弱以至于处理器无法直接识别，从而需要对反射信号分别进行同向选频放大、滤波放大和整形操作。
在该实施方式中，选用同相位交流放大电路将40kHz的频带进行放大，将超声波信号从其它频率的干扰波形中提取出来；为了进一步提高接收效果，需要通过滤波放大电路进行二次放大；整形电路旨在解决发射电路的拖尾问题，避免拖尾波被耦合到回收波中，从而提高测量精度；处理器检测得到理想的回波信号后，停止计时，在显示屏上显示时间；记录发射脉冲信号至得到理想回波信号的时间。
计算方法包括：检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间；根据所述回波时间表征所述管道检测位置的腐蚀现状和管内积液高度。所述管道腐蚀现状通过所述回波时间计算所得壁厚数据反映，所述积液高度通过判断是否高于所述管道的水平中轴线，根据判断结果采用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值。
其中记录的回波时间包括：以第一探测装置1为例，初始时刻为0，超声波从管道外表面出发，沿内径方向传播，到达管道内表面(第一水平介质变化面A)以后，一部分超声波原路返回，到达外表面的时刻记为t1；一部分穿透内表面在气相介质中继续传播，到达气液界面(第二水平介质变化面B)后，由于气液界面的声波反射系数接近于1，这部分超声波基本上全部反射回返，到达起点的时刻记为t2。
同样地，第二探测装置2测得的两个时刻为t3，t4，t3为超声波从管道外表面出发，沿内径方向传播，到达管道内表面(第一竖直介质变化面D)以后，一部分超声波原路返回，到达出发外表面的时刻；t4为穿透管道内表面以后在气相(或液相)介质中传播至内表面另一端(第二竖直介质变化面E)后原路返回至起点的时刻。第三探测装置3测得的两个时刻为t5，t6，t5为超声波从管道外表面出发，沿内径方向传播，到达管道内表面(第三水平介质变化面C)以后，一部分超声波原路返回，到达出发外表面的时刻，t6为穿透管道内表面以后在液相介质中继续传播至气液界面(第二水平介质变化面B)后原路返回至起点的时刻。第四探测装置4测得的两个时刻为t7，t8，t7为超声波从管道外表面出发，沿内径方向传播，到达管道内表面(第二竖直介质变化面E)以后，一部分超声波原路返回，到达出发外表面的时刻；t8为穿透内表面以后在气相(或液相)介质中传播至内表面另一端(第一竖直介质变化面D)后原路返回至起点的时刻。其中，当管道水平放置时，气液界面与地面平行，由于超声波传输速度很快(在气体中大约340m/s，液体中1500m/s，固体中3000m/s以上)，而3点钟方向和9点钟方向的剩余壁厚差异在毫米级(一般管道壁厚为几毫米至20毫米)，所以t4和t8可视为相等。因此，为了测量的简便，探头4可以只测量t7一个数据。
进一步的，查询超声波在该管道材质中的传播速度VS，分别乘以表征管壁厚度t1/2，t3/2，t5/2，t7/2，即为4个方向上对应的壁厚h1，h2，h3，h4。这样设计，可以在检测管道状态检测中积液状态外，还可以根据壁厚h1，h2，h3，h4判断出管道状态检测中的管壁腐蚀状态；具体为将壁厚h1，h2，h3，h4与标准管道壁厚比较。这样就全方位检测管道腐蚀现状，扩大了检测管道状态得检测范围。
进一步的，超声波在不同的介质中传播速度不同，在气相介质中传播速度最慢，液相中次之，固相中最慢。基于此，根据回波时间表征积液高度可以根据式(1)判断液面的高度是否高于水平中轴线。若该若该不等式成立，表明积液高度高于水平中轴线(或者持平)，反之，则低于。
式中：不等式的左边是超声波在气相介质中和液相介质中单向传播的时间和，不等式的右边是超声波在单一介质中(气相或者液相)单向传播的时间。
判断积液高度是否高于水平中轴线，运用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值，
具体为：当液面低于水平中轴线
采取式(2)计算得到液面高度；当液面超过(或持平)水平中轴线
则用式(3)进行计算积液高度值H。
与现有技术比较，本发明存在以下优势：
本系统的装置简单，无需在管道内部放置构件，对于已经铺设好的管道，可实现不停输检测；计算过程中，无需测量声速，测量精度高；本发明既能检测不同方向上(0点钟、3点钟、6点钟、9点钟)管道对应的壁厚h1，h2，h3，h4，全方位评价管道腐蚀现状，又能得到积液高度检测数据，合理安排清管周期。
本发明提供的腐蚀状态检测方法能实时检测管道腐蚀与积液高度，可对管道可靠度进行分析，同时可对生产异常或突发情况导致的管内积液增多进行实时预警。本发明可应用于天然气长输管道、天然气集输管道、页岩气集输管线、CO2输送管道及其它含液体的气体输送管道等对管道内腐蚀及积液情况的检测。
应用前景：本发明弥补了输气管道不同方位腐蚀和积液高度检测领域的空白，提供了相应的检测装置和方法，有着测量精度高、装置简单、检测全面的优点，具有比较广阔的应用前景。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
Claims (15)
1.一种输气管道腐蚀状态检测方法，其特征在于，该方法包括：
检测探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间，管道检测位置设置有多个所述探测装置；
根据所述回波时间表征所述管道检测位置的腐蚀现状和管内积液高度所述管道腐蚀现状通过所述回波时间计算所得壁厚数据反映，所述积液高度通过判断是否高于所述管道的水平中轴线，根据判断结果采用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值。
2.根据权利要求1所述的管道腐蚀状态检测方法，其特征在于，所述多个探测装置包括：
在所述管道检测位置的竖直方向上由上至下相对设置第一探测装置和第三探测装置，以及在所述管道检测位置的水平方向上相对设置第二探测装置和第四探测装置；
所述检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间，包括：
检测得到所述第一探测装置所在位置到第一水平介质变化面的回波时间t1，以及所述第一探测装置所在位置到第二水平介质变化面的回波时间t2，t2＞t1；检测得到所述第三探测装置所在位置到第三水平介质变化面的回波时间t5，以及所述第三探测装置所在位置到第二水平介质变化面的回波时间t6，t6＞t5；检测得到所述第二探测装置所在位置到第一竖直介质变化面的回波时间t3，以及所述第二探测装置所在位置到第二竖直介质变化面的回波时间t4，t4＞t3；以及检测得到所述第四探测装置所在位置到第二竖直介质变化面的回波时间t7，以及所述第四探测装置所在位置到第一竖直介质变化面的回波时间t8，t8＞t7；
所述管道检测位置的积液高度值计算如下：
当
时，根据公式(1)得到所述管道检测位置的积液高度值H：
当
时，根据公式(2)得到所述管道检测位置的积液高度值H：
其中，D为所述管道检测位置的外管径；h1、h2、h3和h4依次为所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置所在位置的管道表征管壁厚度。
3.根据权利要求2所述的管道腐蚀状态检测方法，其特征在于，所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置所在位置管道的表征管壁厚度h1、h2、h3和h4计算如下：
4.根据权利要求2所述的管道腐蚀状态检测方法，其特征在于，所述第一水平介质变化面、所述第二水平介质变化面和所述第三水平介质变化面依次远离所述第一探测装置。
5.根据权利要求2所述的管道腐蚀状态检测检测方法，其特征在于，所述第一竖直介质变化面和所述第二竖直介质变化面依次远离所述第二探测装置。
6.根据权利要求2所述的管道腐蚀状态检测方法，其特征在于，所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置位于所述管道检测位置的同一横截面上。
7.根据权利要求6所述的管道腐蚀状态检测方法，其特征在于，所述第一探测装置和所述第三探测装置位于竖直方向的中轴线上。
8.一种输气管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，该系统包括：
检测装置，用于检测设置在管道检测位置的多个探测装置所在位置到对应水平介质变化面和对应竖直介质变化面的回波时间；
处理装置，根据所述回波时间表征所述管道检测位置的腐蚀现状和管内积液高度；所述管道腐蚀现状通过所述回波时间计算所得壁厚数据反映，所述积液高度通过判断是否高于所述管道的水平中轴线，根据判断结果采用不同的回波时间公式计算所述管道检测位置的积液高度值。
9.根据权利要求8所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，所述探测装置为超声波发射、接收两用探头。
10.根据权利要求8所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，该检测系统还包括：发射电路和接收电路；所述处理装置分别通过所述发射电路和所述接收电路与所述探测装置连接。
11.根据权利要求10所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，所述接收电路包括：依次连接的同向选频放大电路、滤波放大电路和整形电路；所述探测装置的输出端连接所述同向选频放大电路的输入端，所述整形电路的输出端连接所述处理装置的输入端。
12.根据权利要求10所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，所述处理装置还连接有显示电路，用于显示所述回波时间以及所述管道检测位置的壁厚值和积液高度值。
13.根据权利要求8所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，所述探测装置包括第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置；
所述第一探测装置和所述第三探测装置在所述管道检测位置的竖直方向上相对设置；所述第二探测装置和所述第四探测装置在所述管道检测位置的水平方向上由右至左相对设置；所述水平介质变化面包括第一水平介质变化面、第二水平介质变化面和第三水平介质变化面，所述竖直介质变化面包括第一竖直介质变化面和第二竖直介质变化面。
14.根据权利要求13所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，所述第一水平介质变化面、所述第二水平介质变化面和所述第三水平介质变化面依次远离所述第一探测装置，所述第一竖直介质变化面和所述第二竖直介质变化面依次远离所述第二探测装置。
15.根据权利要求14所述的管道腐蚀状态检测系统，其特征在于，所述第一探测装置、第二探测装置、第三探测装置和第四探测装置位于所述管道检测位置的同一横截面上。
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Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000121611A (ja) * | 1998-10-14 | 2000-04-28 | Hitachi Techno Eng Co Ltd | 腐食損傷検出装置 |
| EP1186868A2 (en) * | 2000-09-11 | 2002-03-13 | Daniel Industries, Inc., | Technique for measurement of gas liquid flow velocities, and liquid level in a pipe with stratified flow |
| US20020095980A1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-07-25 | Breed David S. | Method and apparatus for monitoring tires |
| US20020134159A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-09-26 | Ping He | Method for determining the wall thickness and the speed of sound in a tube from reflected and transmitted ultrasound pulses |
| JP2002350407A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Shinryo Corp | 超音波パルスのエコー高さを利用した配管内面腐食の推定方法 |
| JP2004163250A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Shinryo Corp | 超音波による配管劣化診断方法 |
| WO2009141135A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Ashland Licensing And Intellectual Property Llc. | Method and device for a high precision measurement of a characteristic of a fouling and/or scaling deposit inside a fluid vessel or of a characteristic of a portion of the wall inside a fluid vessel by using an ultrsonic transducer |
| CN101839746A (zh) * | 2009-10-25 | 2010-09-22 | 梁法春 | 一种天然气管道积液测量方法和装置 |
| CN102607706A (zh) * | 2011-03-30 | 2012-07-25 | 中国石油化工集团公司 | 输气管道积液检测方法 |
| EP2667164A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of, and apparatus for, measuring the physical properties of cryogenic fluids |
| US20140107954A1 (en) * | 2010-03-09 | 2014-04-17 | California Institute Of Technology | Apparatus for and method of monitoring condensed water in steam pipes at high temperature |
| CN105403288A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-16 | 无锡拓能自动化科技有限公司 | 一种输气管道积液监控系统及其监控方法 |
| CN105547414A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-04 | 无锡拓能自动化科技有限公司 | 一种输气管道监控系统及其监控方法 |
| CN106153149A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-11-23 | 天津大学 | 两相流相含率超声回波测量方法 |
| CN206268801U (zh) * | 2016-12-15 | 2017-06-20 | 韩旭波 | 一种天然气管道积液处理装置 |
| CN107356667A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-17 | 中国石油大学(华东) | 截面含率的测量方法及装置 |
| CN107941911A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 南通理工学院 | 一种管道腐蚀检测方法 |
| CN107991224A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 无锡市永兴金属软管有限公司 | 一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法 |
| CN109084864A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-25 | 北方工业大学 | 一种细长直管型超声波液位测量装置及测量方法 |
| US20180372533A1 (en) * | 2015-12-11 | 2018-12-27 | Continental Automotive Gmbh | Ultrasonic Sensor For Determining A Liquid Level |
| KR101983816B1 (ko) * | 2018-11-02 | 2019-05-29 | 주식회사 미래와도전 | 고온 조건에서 초음파를 이용한 상시 수위 감시 및 제어 장치 및 방법 |
| CN110618197A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-12-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法 |
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202010450975.XA patent/CN113720765B/zh active Active
Patent Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000121611A (ja) * | 1998-10-14 | 2000-04-28 | Hitachi Techno Eng Co Ltd | 腐食損傷検出装置 |
| US20020095980A1 (en) * | 2000-09-08 | 2002-07-25 | Breed David S. | Method and apparatus for monitoring tires |
| EP1186868A2 (en) * | 2000-09-11 | 2002-03-13 | Daniel Industries, Inc., | Technique for measurement of gas liquid flow velocities, and liquid level in a pipe with stratified flow |
| US20020134159A1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-09-26 | Ping He | Method for determining the wall thickness and the speed of sound in a tube from reflected and transmitted ultrasound pulses |
| JP2002350407A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-04 | Shinryo Corp | 超音波パルスのエコー高さを利用した配管内面腐食の推定方法 |
| JP2004163250A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Shinryo Corp | 超音波による配管劣化診断方法 |
| WO2009141135A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Ashland Licensing And Intellectual Property Llc. | Method and device for a high precision measurement of a characteristic of a fouling and/or scaling deposit inside a fluid vessel or of a characteristic of a portion of the wall inside a fluid vessel by using an ultrsonic transducer |
| CN101839746A (zh) * | 2009-10-25 | 2010-09-22 | 梁法春 | 一种天然气管道积液测量方法和装置 |
| US20140107954A1 (en) * | 2010-03-09 | 2014-04-17 | California Institute Of Technology | Apparatus for and method of monitoring condensed water in steam pipes at high temperature |
| CN102607706A (zh) * | 2011-03-30 | 2012-07-25 | 中国石油化工集团公司 | 输气管道积液检测方法 |
| EP2667164A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method of, and apparatus for, measuring the physical properties of cryogenic fluids |
| CN105403288A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-03-16 | 无锡拓能自动化科技有限公司 | 一种输气管道积液监控系统及其监控方法 |
| CN105547414A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-04 | 无锡拓能自动化科技有限公司 | 一种输气管道监控系统及其监控方法 |
| US20180372533A1 (en) * | 2015-12-11 | 2018-12-27 | Continental Automotive Gmbh | Ultrasonic Sensor For Determining A Liquid Level |
| CN106153149A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-11-23 | 天津大学 | 两相流相含率超声回波测量方法 |
| CN206268801U (zh) * | 2016-12-15 | 2017-06-20 | 韩旭波 | 一种天然气管道积液处理装置 |
| CN107356667A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-17 | 中国石油大学(华东) | 截面含率的测量方法及装置 |
| CN107941911A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 南通理工学院 | 一种管道腐蚀检测方法 |
| CN107991224A (zh) * | 2017-11-20 | 2018-05-04 | 无锡市永兴金属软管有限公司 | 一种金属波纹管耐腐蚀性实验方法 |
| CN109084864A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-25 | 北方工业大学 | 一种细长直管型超声波液位测量装置及测量方法 |
| KR101983816B1 (ko) * | 2018-11-02 | 2019-05-29 | 주식회사 미래와도전 | 고온 조건에서 초음파를 이용한 상시 수위 감시 및 제어 장치 및 방법 |
| CN110618197A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-12-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种长输油气管道全缺陷组合超声阵列无损扫查方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| I. D. VELT AND YU. D. MIKHAILOVA: "AN ELECTROMAGNETIC METHOD OF MEASUREMENT OF THE FLOW RATE AND LEVEL OF A LIQUID IN FREE-FLOW PIPELINES", MEASUREMENT TECHNIQUES, vol. 56, no. 7, pages 797 - 804, XP035367646, DOI: 10.1007/s11018-013-0284-0 * |
| PAWEŁ OSTAPKOWICZ: "Leak detection in liquid transmission pipelines using simplified pressure analysis techniques employing a minimum of standard and non-standard measuring devices", ENGINEERING STRUCTURES, vol. 113, pages 194 - 205, XP029452618, DOI: 10.1016/j.engstruct.2016.01.040 * |
| 李玉浩;曹学文;雷毅;梁法春;张宇航;: "基于超声回波特性的湿气集输管线积液检测技术", 石油学报, no. 06, pages 1200 - 1205 * |
| 杨理践;王健;高松巍;: "管道腐蚀超声波在线检测技术", 中国测试, no. 01, pages 88 - 92 * |
| 贺锡鹏等: "超声波对疏水管道液位高度的测量", 无损检测, vol. 41, no. 2, pages 44 - 47 * |
| 马文明;张中意;尚晓培;张佳;: "超声波壁厚在线监测系统在高酸气田的应用", 油气田地面工程, no. 04, pages 79 - 83 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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