【博燃分享】管道爬行器检测在燃气管道内检测的应用

摘要：管道爬行器是用于燃气管道内检测的设备。分折管道爬行器检测的系统组成、工作原理、优缺点、适用范围、检测步骤、应用要求。结合工程实例,阐述管道爬行器检测埋地燃气管道是否存在凹陷、变形等问题,检测结果为燃气管道施工的质量评价提供依据。

关键词：管道爬行器; 内窥摄像; 管道内检测

1 概述

　　随着城市现代化建设的飞速发展, 城市的地下管道敷设越来越多, 地下各类管道分布相当复杂。然而由于历史种种原因致使城市地下管道管理滞后于城市建设的发展, 导致地下管道隐患频出, 管理风险大大增加。

　　管道爬行器检测是一项新型的应用工程技术, 爬行器在管道内自动爬行, 通过内窥摄像, 对管道内凹陷、变形、焊缝卷边、残留物等状况进行检测, 工程技术人员根据检测技术规程对检测结果进行评估, 为制定修复方案提供重要依据, 从而解决了管道施工完成后质量评价的问题。

2 管道爬行器检测系统的组成和工作原理

　　管道爬行器检测系统由主控制器、爬行器、电缆盘3部分组成。

　　主控制器可以实时地对管道内部影像进行处理并可以通过U盘将影像数据导出, 导出的影像数据可以用计算机进行编辑和存档, 为后续的管道综合评估及修复提供第一手现场资料。主控制器自带液晶显示功能, 其外形尺寸 (长度×宽度×厚度) 为40.5cm×27 cm×7.5 cm, 携带方便, 其操作界面见图1。

　　图1 主控制器操作界面   

　　爬行器的前端有高清摄像机以及靠支架与主体结构相连的激光仪 (见图2) , 它像一辆带高清摄像机的四轮小车, 后端与电缆盘的电缆相连, 具有防水、防爆功能, 能检测管道内直径≥200 mm的各种管道。

　　爬行器能对管道内是否存在凹陷、变形、焊缝卷边、残留物等状况进行全方位录像, 同步将采集到的管道内部影像数据通过电缆传输至主控制器, 实现远程监控。爬行器的高清摄像机可以实现360°全方位录像, 且自带4个15 W功率LED照明器, 可以跟随镜头旋转, 以提供摄像时需要的辅助光源。摄像机可以对管道内的焊缝卷边、残留物等直接进行录像 (见图3~图5) 。如果要检测管道的凹陷、变形等, 还需要使用激光仪, 激光仪发出的光线照射到管道内壁时会形成圆环状的光圈, 若管道不存在变形, 则该光圈呈规则圆形;若管道存在变形, 则该光圈呈不规则圆形(见图6) 。

　　图2 爬行器   

　　图3 管道内塑料碎屑和焊缝卷边   

　　图4 管道内进水   

　　图5 管道内进泥沙   

　　图6 检测视频截图   

　　电缆盘用来将主控制器与爬行器连接为一体, 并提供爬行器在管道中爬行时需要的电缆, 见图7。电缆盘外形尺寸 (长度×宽度×高度) 为39 cm×56cm×55cm。电缆盘内电缆长度约200 m, 直径为7.5 mm, 由两股多芯线组成, 能够满足拉力要求。两股电缆中, 一股用来实时传输数据, 另一股用来给爬行器供电。

　　图7 电缆盘   

　　主控制器控制爬行器在管道内的前进速度和方向, 控制爬行器在管道内爬行, 并控制摄像机将管道内部的影像数据传输到主控制器上, 供检测人员查看管道内部情况。

3 管道爬行器检测的优缺点和适用范围

　　(1)优点

　　a.主控制器能控制爬行器在管道内进行实时动态录像,并可以进行截图, 通过U盘将其导出, 并用计算机进行编辑和存档, 作为管道检测结果的重要依据。

　　b.管道爬行器可以在狭窄空间中进行检测, 摄录到管道内部的各种缺陷, 例如管道的变形、裂纹、腐蚀等。

　　(2)缺点

　　a.受电缆长度的限制, 管道爬行器每次检测的长度在200 m以内。

　　b.受爬行器自身体积的限制, 不能检测管道内直径小于200 mm的管道。

　　(3)适用范围

　　管道爬行器可以检测管道内直径≥200 mm的金属管道、PE管道以及其他材质的管道。

4 管道爬行器检测的步骤

　　4.1新建的管道

　　(1) 将设备带进测量场地, 连接爬行器与电缆盘, 再将主控制器与电缆盘相连, 在管道一端的管口位置放入爬行器, 然后开机进行调试。

　　(2) 操作员通过主控制器控制爬行器在管道内的前进速度和方向。

　　(3) 操作员观察主控制器的显示屏, 查看管道内部情况, 并采集数据。

　　(4) 爬行器到达管道另一端时, 操作员控制爬行器往回爬行。

　　(5) 用U盘将主控制器内的影像数据导出, 通过影像数据在计算机上分析管道内的凹陷、变形、焊缝卷边、残留物等状况, 并编制报告, 完成检测。

　　4.2在役的天然气管道

　　(1) 先关闭待测管道两端的阀门, 同时确定燃气管道检测所需开口的位置, 并开挖工作坑。

　　(2) 从放散阀接管, 开启放散阀, 点燃火炬, 直至气体的放散燃烧至无蓝色火苗为止, 完成放散工作。

　　(3) 用氮气置换管道内的残留气体, 然后检测残留气体里CH4的体积分数, 直至CH4体积分数低于爆炸下限的20%, 则完成置换工作。

　　(4) 对管道进行切口, 完成切管工作。

　　(5) 以下步骤与新建管道检测步骤相同。

5 管道爬行器检测的应用要求

　　(1) 新建管道可以直接进行检测, 对于已运行的管道需要先置换管内介质后再进行检测。

　　(2) 管道爬行器不能用于管道内直径小于200mm的管道。

　　(3) 管道爬行器检测时要求被检测管道为全空, 且管道内无阻碍物和大量水。

　　(4) 被测管道应无严重变形, 以方便爬行器在其内部爬行。

6 工程实例

　

　　佛山市城区燃气管道工程, 由于要将南庄镇已运行的燃气管网与禅城区主管网连通, 需要在紫南路新建一段公称外直径为315 mm、材质为PE100、长度为92m的新管道。由于该段管道对整个南庄镇日后供气至关重要, 鉴于此新建燃气管道的重要性, 当管道施工完成后, 我们对该管道的管道变形以及内部情况进行了检测。

　　检测结果其中一幅视频截图见图6。

　　通过观察管内影像数据,发现管道内部不存在水、泥沙等杂物, 但管道存在变形, 说明施工过程中存在外力压迫而使管道变形。

7 结语

　　作为一项新型的应用工程技术, 管道爬行器检测通过管道摄像功能能够实时拍摄管道内部的影像, 检测出管道是否存在凹陷、变形等质量问题, 为管道施工质量评价提供参考依据。

来源：《煤气与热力》

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