站内管道内检测智能系统
一、系统概述、模块功能及能力介绍
（一）系统概述
站内管道内检测智能系统由多功能主机、检测模块及数据数理系统3部分组成。多功能主机，是通过电池驱动运动模块上的永磁体磁轮吸附在管道内外壁上，利用无线遥控的方式控制其在管道内任意位置检测，具有通过能力非常强、续航时间久、速度快、可探测易燃气体等优点。检测模块由视觉检测模块（vt）和超声检测模块（ut）组成。数据处理系统由现场控制系统和后台云计算的服务器组成，现场控制系统可对无线控制信号、视频信号、超声采集信号进行实时的处理，后台云计算系统可对所有采集的信号进行存储及缺陷分类。
系统主要技术指标
检测管径范围：300-1400mm
检测速度：检测模式最快1.5延米，每分钟运输模式5延米。
检测距离：1500延米。
可检测管道类型：水平直管、带弯头管道、垂直管道
缺陷定位：可定位缺陷在管道中的轴向里程和周向钟点位置
无线功能：实时无线遥控，通过wifi实时传输视频图像和超声检测图像。具有信号断输自动返回功能，避免机器人丢失。
机器人续航时间：采用内置锂电池设计，8小时
穿透涂层：可穿透5mm厚涂层或者油污
可燃气体探测：带有气体传感器，可对管道内的可燃气体进行探测，避免进入危险区域内的管道。
（二）主机功能与参数
1、视觉检测部分（vt）
(vt)部分由可旋转360度ccd云台相机模块和激光光学测量模块组成，主要功能是对管道进行几何尺寸测量和表面缺陷检测。
（1）360云台相机模块
由360度云台相机以及高亮度的照明系统组成。
检测原理：光信号通过云台相机的感光探头映射到ccd光电耦合的电子芯片上，产生视频信号通过无线的方式传输到数据处理系统中。
检测内容：管道视觉定位以及管道尺寸测量。
缺陷类型：腐蚀和表面裂纹缺陷。
检测能力：分辨率±0.5mm。
（2）激光测量模块
检测原理：采用激光测量的方式，根据勾股定理计算激光的距离与尺寸，等到相应的长度、宽度、深度信息。
检测内容：管道本体以及焊缝表面缺陷进行测量。
缺陷类型：腐蚀和表面裂纹缺陷。
测量误差：±0.2mm。
2、超声检测部分（ut）
（ut）模块由干耦合阵列超声及电磁超声模块组成，主要功能是对管道本体缺陷和焊缝埋藏缺陷进行检测。
（1）干耦合超声阵列模块
由32个干耦合陶瓷超声探头及处理器组成。
检测原理：采用专利设计的压电超声探头，利用脉冲激发晶片震动产生超声波，应用20-800khz范围内的低频超声。探头前端采用耐磨的陶瓷设计，通过接触法来进行超声检测。
检测内容：管道本体内外壁金属缺陷、焊缝埋藏缺陷、管线壁厚变化测量。
缺陷类型：腐蚀和裂纹缺陷
金属缺陷检测：60khz时，金属15%壁厚缺陷；300khz时，金属5%壁厚缺陷。
焊缝埋藏缺陷检测：60khz时，50%厚度缺陷；300khz时，金属15%厚度缺陷。
管道本体厚度测量，连续测绘管道壁厚值变化。
（2）电磁超声阵列模块
由32个电磁超声探头及处理器组成。
检测原理：采用脉冲式电磁超声探头，利用脉冲激发磁场线圈产生洛仑磁力与检测线圈信号重叠，在金属表面产生超声波。具有无磁性，提离值高，激发各种波形容易等特点。
检测内容：管道本体内外壁金属缺陷、焊缝埋藏缺陷、管线壁厚变化测量。
缺陷类型：腐蚀和裂纹缺陷
金属缺陷检测：60khz时，金属15%壁厚缺陷；300khz时，金属5%壁厚缺陷。
焊缝埋藏缺陷检测：60khz时，50%厚度缺陷；300khz时，金属15%厚度缺陷。
管道本体厚度测量，连续测绘管道壁厚值变化。
3、数据处理系统
现场控制系统实时控制内检测装置路径、行走、检测，实时视频数据的监控，实时显示超声a/b/c扫描数据。云计算数据平台，全部数据平台存储处理行走路径、回放路径信息，视频数据与超声数据的对应存储，对照以及统计分类功能。
二、a2702 内检测作业实施流程
每台a2072需用3个技术人员操作使用，检测速度平均为每小时15米。平均检测费用约每米0.1万(根据工期、工作量、等因素价格会有变化)
（一）现场准备
提供管道图纸、阀门尺寸；天然气管道需要排清，液体管道需要清管；拆卸被检测管道的阀门或者法兰；被检测管道与未检测管道进行隔离；实地勘察。
1、实施检测
阶段1：路线的纵向扫描。对主要金属缺陷的定位和评估。（光学，视觉测量和超声——横向回波，测量管道壁厚。）
阶段2：横向局部扫描。确定主要金属的局部缺陷的类型和深度。（视觉测量和超声波检测——纵向回波，测量管道的残余厚度是“容积缺陷”区。）
阶段3：环形扫描。检测和评估焊缝缺陷的尺寸。（视觉测量和超声波——纵向回波）
2、数据分类统计
a2702可对检出缺陷按类别，形成金属损失缺陷、焊缝缺陷、管壁剩余壁厚自动进行统计、列表。根据工作需要可区域性选择缺陷统计分类。
缺陷统计图
局部3d缺陷统计示意图
3d缺陷统计图
视觉缺陷统计对照图
3、检测报告
一般内容包括；
检测管道的实际长度；
管线几何变形列表，包括里程位置、周向钟点位置；
（3）管道空间缺陷位置；
（4）金属损失列表，包括：
（a）轴向里程位置
（b）周向钟点位置
（c）距管节焊缝位置
（d）金属损失几何尺寸
（5）管线焊缝列表；
（6）管线壁厚变化列表；
（7）焊缝缺陷列表；
（9）缺陷图像报告；
4、内检测缺陷开挖验证
埋地管道部分：
超声缺陷检测与验证对比图
现场验证图片
三、应用情况
2012年开始，a2072正式成为俄罗斯天然气公司场站内油气管道内检测服务设备。主要应用对象包括，压缩机站、穿越河流公路铁路管道、变径管道。目前在全球有96套a2072设备应用于实际现场检测，每年进行约80个压缩机站内气管道的内检测工作。在中亚，哈萨克斯坦、伊朗、科威特等国家都有场站内管道检测的服务项目。目前国内没有应用先例。
2018年在中亚管道cs4站进行实施检测， 共检测1675米的站场管道，检测管道直径和距离分布见下图：
从管道本体检测结果，即超声波检测结果来看，没有发现平面型缺陷，121根管道存在体积性缺陷（每两个焊缝之间定义为一根管道）。所发现的体积性缺陷均为生产制造时产生的缺陷，且缺陷深度均在壁厚5%以内，最严重一处缺陷深度为壁厚的4.8%，不影响管道安全运行。
从可视化检测结果来看，发现管道中存在投产时遗留的杂物若干，站场水压试验后留下的水若干升，杂物和水已经清除，且在相关部位没有发现腐蚀现场。此外根据管道可视化检测结果，承包商对可能存在问题的位于进气管线汇管处的焊缝101-sf12-1g进行开挖进一步检验。使用tofd进行拍片，拍片结果同时发到总部进行鉴定。为了保障管道运行，安装夹具一套，确保管道运行安全。