Page 112 - 无损检测2025年第二期

王 强，等：

高通过性油气管道的变径检测清管器

形引起的电压变化量∆V与空间复合磁场变化量∆B 其检测阈值优于1. 83%管道外径。同时，聚氨酯泡
呈正相关，导致信号出现了预期的“凸”字分布规律， 沫清管器具备40%管道外径的变形通过能力，满足
并且随着凸起高度D的增加，信号畸变的程度愈加 未知工况复杂管道的大变形管段检测和定位的实际
明显。 需求。
原始信号如图 9（a），（b）所示，可见当凸起长
参考文献：
度L固定为100 mm，高度D依次为7，12，17. 5 mm
时，输出电压的最大变化量∆V max 依次改变为 0. 06， [1] 高振宇，张慧宇，高鹏. 2022年中国油气管道建设新进
0. 16，0. 39 V，凸起高度D的变化引起了输出电压 展[J]. 国际石油经济，2023，31（3）：16-23．
的显著畸变。 [2] 姜昌亮. 油气管道全生命周期质量管控与安全管理探
对原始信号进行包络、提取后的变形响应信号 讨[J]. 油气储运，2023，42（10）：1081-1091．
[3] 李睿. 油气管道内检测技术与数据分析方法发展现状
如图9（c），（d）所示，当凸起高度D固定为17 mm，
及展望[J]. 油气储运，2024，43（3）：241-256．
长度依次变化为 80 mm和 90 mm时，输出电压的
[4] 马义来，何仁洋，陈金忠，等. 基于FPGA+ARM的
最大变化量∆V max 分别为0. 413 V和0. 402 V，相差
管道漏磁检测数据采集系统设计[J]. 无损检测，2017，
2. 66%，可见当凸起高度相同，长度由80 mm改变
39（8）：71-74．
至 90 mm时，对于∆V max 的影响不大。同时，计算 [5] 马义来，苏小祥，闻亚星. 漏磁内检测缺陷信号的快速
可以得到畸变信号的长度L'分别为 102. 69 mm和 识别方法[J]. 无损检测，2023，45（10）：43-48．
114. 82 mm，可见畸变信号的长度会大于变形缺陷 [6] 辛佳兴, 陈金忠, 李晓龙, 等. 基于阵列涡流技术的管
的实际长度，这是由于线圈交变励磁场覆盖的区域 道变形检测数值分析[J]. 石油机械, 2022, 50（2）: 115-
大于线圈的实际尺寸，线圈在变形区域附近时与凸 122.
起产生了电磁耦合作用，故提前出现了变径的响应 [7] 辛佳兴，李晓龙，朱宏武，等. 油气管道涡流变形检测
探头研制[J]. 科学技术与工程，2020，20（33）：13654-
信号。
13659.
该聚氨酯泡沫清管器的变形检测探头采用柔性
[8] 李振北. 直径323. 9 mm管道全聚氨酯清管器的通过性
支撑结构，单侧支撑结构的最大压缩量为30 mm，
能[J]. 油气储运，2021，40（1）：90-95．
计算可得该清管器传感系统的最大变形通过能力
[9] CANAVESE G，SCALTRITO L，FERRERO S，
达 110 mm，约为管道外径的 40. 29%，管道外径为 et al．A novel smart caliper foam pig for low-cost
273 mm。开展的传感器动态测试试验结果表明，集 pipeline inspection：part A：design and laboratory
成的传感系统变形检测能力优于5 mm（1. 83%的管 characterization[J]. Journal of Petroleum Science and
道外径），满足小口径油气管道大变形、高通过能力、 Engineering，2015，127：311-317．
高精度内检测的实际需求。 [10] RAMELLA C，CANAVESE G，CORBELLINI S，et al．
A novel smart caliper foam pig for low-cost pipeline
4 结论 inspection-part B：field test and data processing[J]. Journal
of Petroleum Science and Engineering，2015，133：771-
介绍了基于电磁测距原理的非接触式管道变形
775．
检测技术，设计开发了高通过性泡沫变形内检测装
[11] 熊毅，高萍，奉虎，等. 用于管道变形检测的新型泡沫
备的机械支撑结构、传感和集成电子系统。搭建了
智能清管器设计与试验验证[J]. 机械工程学报，2019，
非接触式动态扫查试验平台，对集成系统进行了动 55（18）：22-27．
态扫查测试。结果表明，研制的电磁测距检测探头 [12] 王宇楠，杨亮，宋华东，等. 一种新型泡沫测径清管器
可以实现25 mm提离高度下的非接触式变形检测， 的设计及仿真模拟[J]. 油气储运，2020，39（6）：709-713．

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2025 年 第 47 卷 第 2 期
无损检测