[發明專利]石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法

有效

• 申請號: 201410153559.8
• 申請日: 2014-04-17
• 公開（公告）號: CN103925474A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張勇;楊思乾;馬鐵軍;謝紅霞
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本發明涉及一種石油天然氣管道泄漏檢測方法，特別是涉及一種石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法。

背景技術

石油天然氣焊管在管—管焊接加工及熱處理過程中，由于非平衡狀態下的熱循環的作用，焊接接頭會存在較大的殘余應力及組織性能的明顯變化，使其成為石油天然氣管道的薄弱環節。因此對管道焊縫區域進行實時監測，可及時發現石油天然氣的泄漏，避免發生重大事故。

公知的基于磁通、渦流、攝像等投球技術的管內檢測法，不能實現在線實時檢測；基于管線壓力、溫度、流量、聲音以及震動等物理參數發生變化的外部檢測法，投資費用很高且在工程應用中難以實現。

發明內容

為了克服現有石油天然氣管道泄漏檢測方法實時性差的不足，本發明提供一種石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法。該方法基于電容式傳感器原理，由不銹鋼包層環繞石油天然氣管道構成同芯柱型電容器，采用適合于精密電容測量的有源電橋電路，可以實現焊縫區域微小泄漏的實時檢測；采用低功耗、低成本的文氏振蕩電路產生測量電橋的激勵載波信號，可以實現焊縫區域泄漏的低成本實時檢測；采用就近測量和預警指示方法，可以有效消除和減小寄生電容的影響；采用超薄不銹鋼作為包層材料，還可以提高接頭焊縫及附近區域的防腐保護效果。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法，其特點是采用以下步驟：

在經過防腐處理的石油天然氣管道4焊接接頭的外壁涂刷絕緣漆，根據管道焊縫2的余高，在石油天然氣管道4外壁管道焊縫2兩側對稱位置纏繞密封層3，然后將不銹鋼包層1環繞石油天然氣管道4后緊貼在密封層3上，再采用電容儲能點焊工藝完成不銹鋼包層1的封口連接，石油天然氣管道4的外壁與不銹鋼包層1的內壁構成同芯柱型電容器Cx。

采用文氏振蕩電路提供測量電橋的激勵載波信號；電阻R1、電阻R2及運算放大器N組成放大倍數可調的反相放大器，與電容器Cx串聯作為測量電橋的一個橋臂；電容器C1作為測量電橋的另一個橋臂。兩橋臂分別連接到由文氏振蕩電路產生的穩頻穩幅的信號源上，文氏振蕩電路產生的正弦波信號通過一級二階低通濾波電路，濾除信號的高頻分量，保留有用的直流分量。調整運算放大器N的放大倍數，使測量電橋平衡，電阻R3上無電壓降，報警顯示電路顯示管道正常。

當石油天然氣管道4的不銹鋼包層1覆蓋區域有輕微泄漏，不銹鋼包層1與石油天然氣管道4外壁之間的空間壓力就會急速升高，從而使不銹鋼包層1產生明顯變形，甚至破裂，同時還會改變電容器Cx內介質的介電常數，使電容器Cx發生變化。電容器Cx的變化使測量電橋失去平衡，電阻R3上產生電壓降，經隨后的檢波、放大和光電隔離電路處理后，光電隔離電路的初級發光二極管有足夠的光電流流過，光電隔離電路的次級光敏三極管此時飽和導通，報警顯示電路給出管道泄漏指示。

所述密封層3采用聚四氟乙烯雙面膠帶。

所述不銹鋼包層1的密封焊縫采用電容儲能點焊工藝。

在石油天然氣管道4的焊縫泄漏檢測區域就近放置檢測及報警顯示電路。

所述文氏振蕩電路、低通濾波電路、測量電橋和檢波、放大及光電隔離電路采用鋁盒屏蔽。

所述不銹鋼包層1的厚度是0.1～0.5mm。

本發明的有益效果是：該方法基于電容式傳感器原理，由不銹鋼包層環繞石油天然氣管道構成同芯柱型電容器，采用適合于精密電容測量的有源電橋電路，實現了焊縫區域微小泄漏的實時檢測；采用低功耗、低成本的文氏振蕩電路產生測量電橋的激勵載波信號，實現了焊縫區域泄漏的低成本實時檢測；采用就近測量和預警指示方法，有效消除和減小了寄生電容的影響；采用超薄不銹鋼作為包層材料，還提高了接頭焊縫及附近區域的防腐保護效果。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法用裝置示意圖。

圖2是本發明石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法用電路框圖。

圖中，1-不銹鋼包層，2-管道焊縫，3-密封層，4-石油天然氣管道。

具體實施方式

以下實施例參照圖1-2。

本發明石油天然氣管道焊縫泄漏在線檢測方法具體步驟如下：