摘要：当今油气能源运输主要采用长输管道的运输方式。目前,世界上石油天然气管道总长约200万km,我国长距离输送管道总长度约2万km。国家重点工程“西气东输”工程,主干线管道(管径1118mm)全长4167km,其主管道投资384亿元,主管线和城市管网投资将突破1000亿元。
关键词：无损检测；自动化技术；研究；展望；分析
1导言
世界上约有50%的长距离运输管道要使用几十年、甚至上百年时间,这些管道大都埋在地下、海底。由于内外介质的腐蚀、重压、地形沉降、塌陷等原因,管道不可避免地会出现损伤。在世界管道运输史上,由于管道泄漏而发生的恶性事故触目惊心。
2国外管道无损检测自动化技术的发展
管道的检测始于20世纪20年代，国外将纤维型焊条手工电弧焊应用于管道焊接，为了保证焊接质量，开始对管道焊缝进行检测。最初管道焊缝检测只限于在管道外部对其进行检测。在五大常规无损检测方法中,射线检测和超声检测是比较可靠和有效的管道焊缝检测方法。射线检测主要用于铸件及焊接件的检测,几乎适用于所有材料,对检测物体形状及表面粗糙度均无严格要求。当时的射线成像技术有一定的发展,所以,射线检测技术最先用于管道焊缝检测。但这种依靠检测人员手持射线机对焊缝进行检测的方法准确率很低,检测的精度和可靠性受到检测人员技术水平和经验的影响。后来,人们开发了半自动化、自动化的管道检测爬行器来代替检测人员的手工检测。射线检测对管道焊缝中的气孔、夹渣等体积型缺陷的检测灵敏度较高,对平面缺陷的检测灵敏度较低,如当射线方向与平面缺陷(如裂纹)垂直时就很难检测出来,只有当裂纹与射线方向平行时才能对其进行有效的检测。
3当前无损检测自动化技术的研究进展
3.1数字图像自动分析
研究和发展无损检测自动化技术，首先需要完善数字图像技术对检测物体的分析能力，因此数字图像自动分析的观测指标需要达到较高要求。一是需要对检测图像进行匹配，选取检测的标准样本，通过统计采集图像的灰度特征，明确检测指标与检测方向。二是在明确检测目标是否存在关键特征匹配度的情况下，以特征条件区分特征模型的特征参量获取条件，并建立标体无关特征模型匹配，以便进行检测物体分类匹配。三是明确与检测特征存在关联度较高的特征模型，以此模型作为描述物体检测特征的量化指标，并借助辅助型图像处理软件描述客观的被测物体特征，以便做出检测分析。通过以上三个流程，被检测物体可以通过数字图像信息的处理过程，完成目标样本的特征分类，进而提供决策条件与评估指标，为检测输出实际数值提供参考。
3.2长输管道的应用研究方向
目前，在我国长输管道无损检测自动化技术的发展中，已经将无损检测技术发展成为运用多项综合技术的检测模式，依托我国863计划的扶植取得了较高的研究成果。但是目前我国管道机器人的研究仍处于实验阶段，长输管道的自动化检测依然需要引进国外生产的X射线检测设备。当前我国在此项技术的研究方向主要为超声检测技术，以及管外检测向管内检测转移的技术。一方面，超声检测技术能够提高天然气长输管道的检测效率。此前在检测天然气长输管道时，需要对每一道焊口进行X射线检测，工作量大，作业时间长。而利用超声检测技术，将检测结果采用数字化技术代替射线胶片成像技术，在一定程度上降低了检测作业的时间，提高了检测效率。并且管道内无损检测自动化技术可以弥补X射线在传统探伤方法中存在的不足，其对管道内壁裂纹检出率较X射线要高，从而提高检测精度。另一方面，管外检测向管内检测转移是长输管道的检测难点与重点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4无损检测自动化技术的发展前景
4.1工业技术融合发展条件
将无损检测自动化技术融入众多产业已经具备了一定的技术支持与条件。在微波检测和红外检测方面，对于新型技术的融合也是必不可少的技术保证。一方面，微波检测的自动化程度，是保证无损检测技术在不同温度、湿度、固化度、密度等检测环境中保证检测精度的重要指标，对于复合材料与胶接结构的研究具有重要意义，同时在火箭推进剂的研究方向上起到了至关重要的作用。另一方面，红外检测技术主要针对断裂力学、金属力学、预应力分析、电路板故障、陶瓷工艺具备较高的检测效果。因此在建筑业、石油化工、电力工业等方面得到了广泛应用的发展条件。目前已经有相关研究针对压力容器拓展了红外热成像检测的实验，并已正式纳入我国的特种设备安全监察法规体系中。而压力容器等设备的安全运行状态，也是保证众多领安全运行的基础条件，诸如土木工程、铁道系统、航空系统、石油天然气管道等。在融入众多领域之后，无损检测自动化技术在每一领域中都得到了广泛应用的基础条件，但是也面临着技术升级等一系列的发展难点，因此对于无损检测自动化技术的进一步研究也尤为重要。
4.2智能化与多功能化发展预期
无损检测自动化技术是众多学科知识结构的相关融合，其资金投入与技术研发皆为保证无损检测自动化技术不断完善的重要前提。而在当前的技术规划方向，对于检测位置与传感器速度都提出了全新要求，同时在触觉、视觉、力觉、声觉等方面仍然需要开发传感器的灵敏度，并在建模环境上创造更高的使用效果，进而支持检测设备的决策分析。而其决策分析的时效性也与多功能化和智能化存在一定的联系。目前应用于管道检测的无损检测自动化技术，仍然需要通过半自动化的爬行探测器进行常规检测，对于智能化与多功能化的技术完善指标仍然较高。为了排除无损检测自动化技术的多项干扰因素，同时降低检测人员的常规业务工作量，进一步研究我国自主研发的管道检测机器人也是未来短期内的重要发展趋势。虽然目前的检测技术可以完成常规检测事项，但是也产生了一定了局限性，仅能完成外部检测，无法在管道内完成深入检测内容。而且在核工厂管道与海底管道方面的应用仍然存在较大风险，需进一步借助智能化水平更高的智能机器人完成，因此需要针对其技术完善程度进行积极研究，同时充分考量实际应用过程中的通讯流畅度与能源供给等问题。
5结语
目前，我国拥有17万无损检测人员和两千多家无损检测机构，为国民经济稳步运行，以及设备安全使用的监测提高了重要的技术保证。而且无损检测自动化技术在绿色再制造产业、以及应当气候变化的环节中也起到了不可替代的作用，对于循环经济与低碳经济的发展起到了重要的支持作用。对于无损检测自动化技术的未来发展仍然具备较大的发展空间，已经发展潜力，是我国完善众多工业技术领域的技术保证，因此对于无损检测自动化技术的研究进行不断的完善与创新。
参考文献
[1]林琳.奥林巴斯无损检测自动化探伤新技术研讨会在京召开[J].中国特种设备安全,2015,31(01):72.
[2]章合滛.无缝钢管漏磁无损检测自动化系统研究与开发[A].中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社.中国计量协会冶金分会2013年会论文集[C].中国计量协会冶金分会、《冶金自动化》杂志社:,2013:4.
[3]彭沛欣,周军,鲍志强.荧光磁粉无损检测自动化系统的实现[J].河海大学常州分校学报,2003(01):7-10.
[4]彭沛欣,周军,鲍志强.荧光磁粉无损检测系统自动化[J].微计算机应用,2002(06):334.
[5]杨兴根,侯本学,张存厚.固体火箭发动机无损检测自动化系统设计思想[J].飞航导弹,2001(10):41-43.
[6]李巍,李庆丰,丁淑杰.无损检测自动化中的数字图像自动分析技术[J].黑龙江电子技术,1999(01):40-42.
论文作者:张蔚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/17
标签：管道论文; 技术论文; 射线论文; 特征论文; 较高论文; 条件论文; 检测技术论文; 《基层建设》2018年第28期论文;