[實(shí)用新型]一種油氣管道外腐蝕缺陷剩余強(qiáng)度測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720071414.2
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206523466U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳明;孫東旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧石油化工大學(xué);中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01N27/24
• 分類號(hào): G01N27/24;G01B7/26
• 代理公司: 遼寧沈陽(yáng)國(guó)興知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21100
• 代理人: 姜婷婷

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及管道缺陷測(cè)量與完整性評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于管道外腐蝕缺陷尺寸測(cè)量與剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)的方法與裝置。

背景技術(shù)

管道是輸送石油天然氣資源的一種較為安全和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸方式。隨著石油天然氣的開(kāi)發(fā)與利用，在役管道數(shù)量不斷增加。但早期建設(shè)的管道已經(jīng)服役多年，其表面遭受了嚴(yán)重的腐蝕作用。管線鋼腐蝕使壁厚局部減薄，管壁承壓能力減小，因此為保證管道能繼續(xù)安全運(yùn)行，需要定期地檢測(cè)管道缺陷并對(duì)其進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行有計(jì)劃的維護(hù)維修。

目前，公知的涉及管道缺陷檢測(cè)方法有內(nèi)檢測(cè)和外檢測(cè)。其中內(nèi)檢測(cè)方法如漏磁內(nèi)檢測(cè)、超聲波檢測(cè)是將內(nèi)檢測(cè)器放置在管道內(nèi)，在輸送介質(zhì)的壓力下沿管道移動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)管道的缺陷信息，然后再將檢測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，利用專業(yè)的評(píng)價(jià)軟件進(jìn)行剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)。這種方法將管道檢測(cè)與評(píng)價(jià)兩個(gè)過(guò)程分別進(jìn)行，并且只能檢測(cè)缺陷的最大深度與最大軸向長(zhǎng)度，難以對(duì)缺陷的形貌進(jìn)行詳細(xì)描述。管道外檢測(cè)技術(shù)一般用于對(duì)防腐層破裂的檢測(cè)，同樣不能檢測(cè)出缺陷的詳細(xì)尺寸。目前應(yīng)用較多的管道缺陷評(píng)價(jià)方法有ASME B31G評(píng)價(jià)方程、PRORRC評(píng)價(jià)方程和BS 7910評(píng)價(jià)方程，使用這些方程進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)只需要腐蝕缺陷的最大深度和軸向投影長(zhǎng)度，因此前述的內(nèi)檢測(cè)經(jīng)常與這些方程配合使用。但它們的評(píng)價(jià)結(jié)果都較為保守，造成了管道不必要的維修或更換，增加了經(jīng)濟(jì)投入。ASME B31G-2009管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)將上述評(píng)價(jià)方程列為一級(jí)評(píng)價(jià)水平，將RSTRENG有效面積法定位為二級(jí)評(píng)價(jià)水平，其評(píng)價(jià)保守性較一級(jí)評(píng)價(jià)顯著降低，但應(yīng)用RSTRENG有效面積法時(shí)需要管道缺陷的詳細(xì)腐蝕形貌，而如前所述的各種檢測(cè)方法難以滿足這種檢測(cè)精度。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)難以詳細(xì)測(cè)量腐蝕缺陷形貌、一般評(píng)價(jià)方程評(píng)價(jià)結(jié)果過(guò)于保守、檢測(cè)與評(píng)價(jià)兩個(gè)過(guò)程相互孤立的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型提供一種油氣管道外腐蝕缺陷剩余強(qiáng)度測(cè)量裝。該方法將管道腐蝕缺陷檢測(cè)與評(píng)價(jià)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同步完成，對(duì)缺陷關(guān)鍵點(diǎn)的空間坐標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)描述，將RSTRENG有效面積法封裝在配套評(píng)價(jià)系統(tǒng)中，適用于管道巡線、開(kāi)挖現(xiàn)場(chǎng)使用。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

測(cè)量裝置，包括主支架、軸向尺、周向尺和徑向探針組成；主支架兩側(cè)分別設(shè)置一道滑軌，軸向尺滑動(dòng)設(shè)置在主支架滑軌上；軸向尺內(nèi)部中空，軸向尺中空內(nèi)壁的兩側(cè)各有一條弧狀滑軌，周向尺滑動(dòng)設(shè)置在弧狀滑軌上；周向尺上固定一個(gè)套筒，徑向探針穿過(guò)套筒。

所述的主支架為彎曲面，主支架與所測(cè)管道具有相同的曲率半徑，主支架滑軌的截面形狀為T形，主支架兩端各有一把手。

所述的軸向尺呈圓拱形，圓心與被測(cè)管道軸線重合；軸向尺兩端各有一個(gè)T形爪，T形爪與主支架滑軌相匹配。

所述的周向尺運(yùn)動(dòng)軌跡為圓心與所測(cè)管道軸線重合的圓弧。

所述的徑向探針一端較為尖銳，由硬質(zhì)金屬制成；徑向探針相對(duì)于周向尺上下移動(dòng)，移動(dòng)軌跡與被測(cè)管道的半徑方向重合。

所述的測(cè)量裝置共安裝有三對(duì)容柵位移傳感器；其中主支架滑軌上安裝定柵，軸向尺的兩端T形爪上安裝動(dòng)?xùn)牛惠S向尺的弧形滑軌上安裝定柵，周向尺兩側(cè)凸棱上安裝動(dòng)?xùn)牛恢芟虺咛淄矁?nèi)表面安裝定柵，徑向探針表面安裝動(dòng)?xùn)牛划?dāng)安裝動(dòng)?xùn)诺牟考鄬?duì)于安裝定柵的部件有相對(duì)位移時(shí)，就會(huì)由容柵傳感器將位移量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。

本實(shí)用新型評(píng)價(jià)方法包括下述步驟：將測(cè)量裝置貼合在管道上，使測(cè)量裝置能夠完全覆蓋管道外腐蝕缺陷；移動(dòng)軸向尺和周向尺到腐蝕坑的關(guān)鍵點(diǎn)位置，將徑向探針向下按，使探針定位尖與缺陷點(diǎn)底部接觸，按動(dòng)定位按鈕采集該測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)值；測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線傳遞到評(píng)價(jià)系統(tǒng)上，用戶將該點(diǎn)編號(hào)；待缺陷底部全部關(guān)鍵點(diǎn)測(cè)量完畢后，系統(tǒng)將繪制缺陷的縱向剖面圖，并根據(jù)RSTRENG有效面積法計(jì)算此缺陷的剩余強(qiáng)度；根據(jù)剩余強(qiáng)度值與管道最大允許操作壓力（MAOP）比較，給出維修意見(jiàn)。

本實(shí)用新型包括測(cè)量裝置和評(píng)價(jià)系統(tǒng)兩部分組成。其中測(cè)量裝置用于測(cè)量管道外壁腐蝕缺陷內(nèi)若干關(guān)鍵點(diǎn)的空間坐標(biāo)，并通過(guò)傳輸線路將數(shù)據(jù)傳遞到計(jì)算機(jī)。評(píng)價(jià)系統(tǒng)根據(jù)這些坐標(biāo)值繪制缺陷的縱向剖面圖，然后根據(jù)RSTRENG有效面積法計(jì)算缺陷的剩余強(qiáng)度，給出管道維護(hù)與維修意見(jiàn)。具體優(yōu)點(diǎn)效果如下：

1、將管道缺陷檢測(cè)與剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)結(jié)合為一個(gè)整體，使兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，提高了評(píng)價(jià)效率。

2、測(cè)量裝置由空間柱坐標(biāo)系三個(gè)方向的測(cè)量尺構(gòu)成，能夠測(cè)量管壁外表面任意點(diǎn)的空間坐標(biāo)。