CCTV管道内窥检测技术

第一篇：CCTV管道内窥检测技术

城市排水管网是城市的重要基础设施之一。在城市生活中，排水管网是不可缺少的，被称作城市的血管。排水管网的结构稳固和功能保障是城市排水安全的重要保证。管网设施中，大龄管段是管理和维护的重点。排水管网的主要问题

1)南方大部分城市地下水较丰富。据同济大学的一项调查研究发现，管网的病害造成老城区地下水渗入量已超过污水总量的20％。在地下水稀释作用下，进入城市污水处理厂的原生污水的COD等指标降低，从而影响到污水处理厂按设计参数运行，降低了污水处理厂的运行效率和处理效果。在地下水长期的搬运作用下，排水管道附近土壤流失，使路基松动。路面高低不平的情况在我国城市中随处可见，路面塌陷危害交通安全的事故也时有发生。同时管网中淤泥沉积的概率大大提高，增加了设施养护的劳动强度。

2)北方大部分城市的地下水位普遍较低，大量的污水通过渗漏的方式，直接影响了地下水资源，给环境带来了极大的隐患。同时因受雨季或污水排放的影响，使管道外部附近的土壤极易流失，给道路的安全带来了威胁。

3)其他水源对管道的影响。当排水管道附近存在自来水漏点或地下水源很丰富等情况时，也会对管道周围基础存在冲蚀作用。

4)其他方面的影响。地基的不均匀沉降，地面动荷载的长期影响，管道所处土壤的性质等各种原因使老龄管道存在安全隐患。排水管网的内窥检测

2.1 检测概述

我国城镇排水管道的检测长期以来都是通过简单的量泥斗、潜望镜以及潜水员手摸管道内壁等方法来进行的。主要是用于突发事件(如路面出现裂缝等)发生时的检查。随着现代检测技术的发展，可以对管道进行定期检测。管道内窥检测可分为排水管道功能性检测和排水管道结构性检测两大类。

1)排水管道功能性检测。主要是以检查管道排水功能为目的。一般检测管道的有效过水断面，并将管道实际过流量与设计流量进行比较，以确定管道的功能性状况。对于这类检测出来的问题一般可通过日常养护等手段进行解决。

2)排水管道结构性检测。主要是以检查管道材料结构现状为目的。这类检测主要是了解管道的结构现状以及连接状况，通过综合评估后确定管道对地下水资源及市政设施是否带来影响。对于这类结构性问题，被检测出来后一般需要通过修复的手段来解决。

2.2 检测使用的设备

管道内窥检测可分为内窥摄像(CCTV)检测和管道内窥声纳(Sonar)检测两大类。

1)管道内窥摄像检测(Close Circuit Television Inspection)，主要是通过闭路电视录像的形式，使用摄像设备进入排水管道将影像数据传输至控制电脑后进行数据分析的检测。这类检测可全面了解管道内部结构状况。检测前需要将管道内壁进行预清洗，以便清楚地了解管道内壁的情况。其不足之处在于检测时管道中水位需临时降低，对于检测高水位运行的排水管网来说需要临时做一些辅助工作(如临时调水、封堵等)。

2)管道内窥声纳检测(Sonar Inspection)，主要是通过声纳设备以水为介质对管道内壁进行扫描，扫描结果以专业计算机进行处理得出管道内壁的过水状况。这类检测用于了解管道内部纵断面的过水面积，从而检测管道功能性病态。其优势在于可不断流进行检测。不足之处在于其仅能检测液面以下的管道状况，但不能检测管道一般的结构性问题。

2.3 检测评估 针对排水管网的内窥检测，大部分发达国家和地区都有完善的行业规程。我国从20世纪90年代中期开始，逐渐有单位和企业开始从国外进口这类检测设备。但由于使用的单位多集中在城市管理部门，适合国内管网检测技术的相关技术规程等并没有受到行业的重视。2005年底由上海市水务局制定了国内首份管道检测技术规程。排水管网检测评估基本内容如下。

1)检测设备的要求。设备能准确体现管道的状况(如管道的坡度、管道的内壁状况、管道内缺陷点的距离等)，设备能出色完成检测任务(如检测车的速度、光源的照度、镜头的自由度、声纳的脉冲要求、图像的清晰度、数据线的强度、设备的防水、防爆等级等)。

2)检测所需的条件。检测管段的数据资料(如管材、敷设年代、管径、埋深、管道连接方式、周边的地质状况、管段所处地段的地理特性等)和检测管段的现场条件(如管道日常的流速、水位高度、管内及检查井内淤积厚度、管道所在路段的交通状况等)。

3)现场检测的要求。操作规范(如指定检测的速度要求、摄像头的高度要求、照度要求等)，控制过程(如现场工程师的签单表格等)，突发情况的处理(如设备出现问题，或由甲方工程师现场提出更改意见后进行的处理等)，管道的现场要求(如管道内的临时抽水的水位要求、管道清洗的程度等)。

4)检测项目附属项目的要求。水流控制要求(如临时橡胶堵塞器封堵的压力要求、泵站配合的要求等)，清洗要求(清洗所达到的程度，清洗设备压力要求等)，地面道路交通维护要求(如临时占道方案、交通导流方案等)。

5)评估报告编制的要求。缺陷点代码的规定(各国描述排水管网的缺陷点大致相同，主要分为功能性缺陷和结构性缺陷，见表1)，表1 排水管网缺陷点统计表

编制报告的内容要求(包括项目信息、缺陷平面示意图、缺陷点照片等)，编制报告人员的要求(如从事培训的时间要求、从事培训人员的学历要求、从事培训的机构要求等)，评估打分的要素(包括缺陷点的等级打分、管段所处地质情况打分、管段所处地区重要性打分等)。

6)检测成果的交付要求。交付成果所包括的内容要求(如图纸的比例要求、图像的清晰度要求、检测报告的完整性要求、检测报告的条理性要求、检测工程师的签字要求等)。排水管网的非开挖修复技术

非开挖修复技术可分为以下几大类：

1)内衬修复技术。此技术方法主要为在旧管道内部通过各种方式新建一条管道。此管道的管径要比原先管道小，坡度依赖于原先管道的坡度。结构(如环刚度)有些可以完全自立不依赖原来的管道，有些则依靠原先旧管道的结构。此类技术就修复工艺不同可分为：翻转固化法(CIPP)、拖入固化法、螺旋制管法、短管内衬法、u型管拖入法、局部内套环法等。

2)置换旧管技术。此技术类似非开挖顶管技术，有涨管法、碎管法和吃管法等。主要通过外力在旧管道破坏的同时拖入新的管道，新管可以和原管管径相同也可比原管径大。但若新管径比原管径大，则需先行对管道附近其他地下管线进行探测，避免施工过程中影响到这些管线。此技术主要运用于给排水等横穿道路的管道更换项目中，因为此类技术通常需要开挖相对较长的工作坑。3)其他，如局部注浆、涂层等方法。具体选择修复工艺可通过内窥检测的结果进行综合分析，从经济上、技术上制定最合理的修复方案。

目前国外很多时候将管道非开挖修复运用于管道出现问题的初期，称之为：预防性修复。此类修复的难度和成本得到有效的降低，但排水管网的生命力却被增强。因此，在现代化城市排水管网改造过程中，管道非开挖修复可以作为很好的手段被借鉴。4 结语

排水管网内窥检测技术的进一步完善可以很好地解决城市道路的隐患，为科学地管理排水管网提供先进的技术支持。此技术还可广泛运用于工程交接、竣工验收、其他工程对排水管道的影响等情况的检测。发达国家已经将排水管网的定期检测作为法规来执行，我国建设部地下管线专业管理委员会也开始研讨排水管网的检测技术规程的编写工作。

将非开挖修复作为排水管网初期出现问题的解决方法，相信不管从经济效益还是从社会效益的角度分析都是值得推荐的好方法。

第二篇：CCTV管道检测优势前景介绍

文章来源：银浩建设工程

CCTV管道检测优势前景介绍

排水管道病害的检测

城市的排水管道与人类文明的发展以及人们的日常生活密切相关，从河南省登封王城岗龙山文化时期城址出土的陶制管道是我国4300多年前的城市排水管道，这是人类文明历非常重要的一个里程碑。随着时代的发展，城市的排水管道在现代化城市中的作用更加重要，近年来我国各级政府不断加大对市政基础设施建设的投入，市政工程管网建设得到了前所未有的重视和发展。但是今年7月间的一场暴雨就让北京的交通几乎瘫痪；广州“水浸街”的问题也是时有发生，在其它城市此类问题更是不胜枚举。有业内人士指出：排水设施能力低、排水体系不完善、养护手段落后是制约当前城市排水能力的突出问题。

其中养护手段落后是。由于长期以来管道养护手段的局限性，现有的管道大多不同程度的存在渗漏、腐蚀、积泥堵塞甚至塌陷，严重了制约现有排水管道的能力。为了能够最大限度的发挥管道的排水能力，延长管道的使用寿命，就需要对其进行定期的检查、评估、养护和修复，建立一套完善的检测评估和养护手段。本文借鉴一些发达国家的做法并结合国内的一些工程实例，对排水管道的检测评估方法做一些探讨。

一、排水管道的检测

传统的检测方法

1、观察同条管道相间窨井内的水位，确定管道是否堵塞。

2、观察窨井内的水质成分，如上游窨井中为正常的雨污水，而下游窨井内流出的是黄泥浆水，说明管道中间有断裂或塌陷。

3、摇车（牛）进行疏通。

4、发现道路开裂或塌陷，进行开挖检查。

以上的方法具有一定的盲目性，不但费用大，而且无法对管道中的状况进行正确评估。

2.管道电视检测方法

管道电视检测在国外称管道CCTV（Closed Circuit Television）检测，是目前国际上用于管道状况检测最为先进和有效的手段。近两年国内一些城市如上海、广州、深圳等已开始引进该类检测系统，并取得了非常好的效果。

管道电视检测系统是由三部分组成：主控器、操纵线缆架、带摄像镜头的“机器人”爬行器。主控器可安装在汽车上，操作员通过主控器控制“爬行器”在管道内前进速度和方向，并控制摄像头将管道内部的视频图象通过线缆传输到主控器显示屏上，操作员可实时的监测管道内部状况，同时将原始图象记录存储下来，做进一步的分析。当完成CCTV的外业工作后，根据检测的录象资料进行管道缺陷的编码和抓取缺陷图片，以及检测报告的编写，并根据用户的要求对CCTV影像资料进行处理，提供录象带或者光盘存档，指导未来的管道修复工作。从车上取出声纳探测头，按在两根玻璃钢浮柱上，接上电缆线，将它连接在事先插入管道内的钢丝绳上，然后放入窨井内。随着另一方卷动钢丝绳，声纳探测仪慢慢进入管

道内。随着声纳仪在管道内移动，检查车上的计算机屏幕清晰地显现出声纳探测仪在管内前行的距离和管底以及管壁的积泥情况，一边的自动记录仪不停地记录着检测数据，并随即刻录成光盘。不到1小时，近百米的管道便检测完毕。

望着检测出的管道积泥242MM的实测数据，工地负责人神情尴尬地连连表示，将连夜再次疏通，决不再出现类似情况，原先还在唠叨不休的疏通公司的负责人已不见了踪影。稽查执法人员严肃地告戒工地负责人，汛期已临近，工地施工必须规范排水行为，杜绝泥浆违法排放行为，避免人为积水对人民群众正常生活的影响。同时，责令施工单位进一步整改，并将视整改情况对其作出进一步的处罚。

高科技的声纳探测“医生”给排水管道拍片诊断，为养护单位“治疗”管道“肠梗阻”提供了方便，也为执法单

位的执法工作提供了科学准确的数据。声纳探测、CCTV检测等现代化技术也将在城市排水和防汛工作中发挥更大的作用。

二、排水管道的病态状况描述

通过管道电视检测发现的排水管道的病态状况在国外是采用的标准缺陷代码来表示，代码以英文单词的第一个字母缩写而成。例如：纵向裂痕为CL = Crack longitudinal；横向裂痕为CC = Crack circumferential；复合裂痕为CM = Cracks multiple；破裂为B = Broken；管道接头中度错位为JDM = Joint displaced medium等等。

缺陷代码分为

（1）结构性代码

（2）服务性代码

（3）构造

（4）其它代码

其中结构性代码主要与管道的物理状况和损坏的严重性有关；服务性代码与排水系统的状况是否达到服务的标准和排水能力的损失，以及潜在的堵塞和水密性有关；构造及其它代码是与排水系统的构造及一些基本项目有关的内容。

除了用缺陷代码来描述管道状况外，同时还采用距离和时钟编号等两个参数来定位该缺陷点在管道中的位置。其中距离是标志该缺陷点距离检测起始点（窨井）的长度。

四、应用前景

目前许多城市大力募集资金兴建污水处理厂，首先要解决的问题就是查明污水管网系统的现状并为管网系统的改造和修复提供全面、准确、科学的依据。采用CCTV管道内窥检测技术是最经济、最准确、最科学的方法。笔者参与了福建某市的管道检测工作，该市拟新建一座污水处理厂，但是由于污水管道沿河堤两侧分布，每当河水上涨，总有大量河水涌入污水管内，这将使污水处理量和费用大幅增加。在污水处理厂的项目论证时，专家建议投资1500万对沿河堤两侧3.6公里的管道进行开挖重建。这样势必耗费大量资金和时间，同时也会严重影响居民的日常生活。后采用CCTV管道内窥检测方法查明了管道的全部状况以及

涌水管道及涌水点的准确位置，进行定点修复后，该管道运行良好。这样，不但为国家节约了大量资金，同时也减少对城市的影响，取得了良好经济效益和社会效益。

城市道路交通的飞速发展，传统的开肠破肚式铺设和修护管道的方式已经不再适应时代的需求，非开挖管道铺设及修补技术已经越来越广泛的应用到城市的管线工程中，在新铺管道的竣工验收以及管道修复前的方案设计，修补过程中的施工监测以及修补后复测都需要CCTV管道内窥检测技术。笔者最近参与的广州市内环路排水管道修复工程，就是采用内缠绕方式修补管道，CCTV实时监测整个施工过程来完成的。

如果将管道摄像检测的数据如：检测报告、图片、影像资料等作为排水管网地理信息系统（GIS）数据库的一个组成部分，将极大的丰富GIS系统的先进性和实用性。使排水管网的管理和养护更加科学化。

第三篇：油气管道无损检测技术

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油气管道无损检测技术

管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进行检测,以便发现问题,采取措施。

一、管道元件的无损检测

（一）管道用钢管的检测

埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管。对于无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向缺陷。液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。所有类型的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面缺陷。对于焊接钢管，焊缝采用射线抽查或100 %检测，对于100 %检测，通常采用X射线实时成像检测技术。

（二）管道用螺栓件

对于直径> 50 mm 的钢螺栓件需采用超声来检测螺栓杆内存在的冶金缺陷。超声检测采用单晶直探头或双晶直探头的纵波检测方法。

二、管道施工过程中的无损检测

（一）各种无损检测方法在焊管生产中的配置

国外在生产中常规的主要无损检测配置如下图一中的A、B、C、E、F、G、H工序。我国目前生产中的检测配置主要岗位如下图中的A、C、D、E、F、G、H工序。

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图一 大口径埋弧焊街钢管生产无损检测岗位配置

（二）超声检测

全自动超声检测技术目前在国外已被大量应用于长输管线的环焊缝检测，与传统手动超声检测和射线检测相比，其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。

全自动相控阵超声检测系统采用区域划分方法，将焊缝分成垂直方向上的若干个区，再由电子系统控制相控阵探头对其进行分区扫查，检测结果以双门带状图的形式显示，再辅以TOFD(衍射时差法)和B扫描功能，对焊缝内部存在的缺陷进行分析和判断。

全自动超声波现场检测时情况复杂，尤其是轨道位置安放的精确度、试块的校准效果、现场扫查温度等因素会对检测结果产生强烈的影响，因此对检测结果的评判需要对多方面情况进行综合考虑，收集各种信息，才能减少失误。

（三）射线检测

射线检测一般使用X 射线周向曝光机或γ射线源，用管道内爬行器将射线源送入管道内部环焊缝的位置，从外部采用胶片一次曝光，但胶片处理和评价需要较长的时间，往往影响管道施工的进度，因此，近年来国内外均开发出专门用于管道环焊缝检测的X 射线实时成像检测设备。

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图二 管道环焊缝自动扫描X射线实时成像系统

图二为美国Envision公司生产的管道环焊缝自动扫描X射线实时成像系统，该设备采用目前最先进的CMOS成像技术，用该设备完成Φ 609mm(24 in)管线连接焊缝的整周高精度扫描只需1～2 min，扫描宽度可达75 mm，该设备图像分辨率可达80μm，达到和超过一般的胶片成像系统。

（四）磁粉检测

磁粉检测的基础是缺陷处漏磁场与磁粉的磁相互作用。铁磁性材料或工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面或近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，形成在合适光照下目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、形状和大小。

国内很少对焊管坡口面进行磁粉检测。国外使用的自动检测系统，主要采用荧光磁悬液湿法检测。自动磁粉检测设备采用磁化线圈在钢管壁厚方向对坡口面局部磁化，同时在坡口表面喷洒荧光磁悬液，凭借在该部位装置的高分辨率摄像系统，将磁化、磁悬液喷洒区域的影像传输在旁边的监视屏上，操作人员监视屏幕，就可以及时发现磁痕影像，找出缺陷。

磁粉检测适用于检测铁磁性材料表面和近表面的缺陷，因此对于奥氏体不锈钢和有色金属等非铁磁性材料不能用磁粉检测的方法进行探伤。由

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于马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢具有磁性，因此可以进行磁粉检测。磁粉检测可以发现表面和近表面的裂纹、夹杂、气孔、未熔合、未焊透等缺陷，但难以发现表面浅而宽的凹坑、埋藏较深的缺陷及与工件表面夹角极小的分层。

三、钢质管道管体无损检测技术

钢质管道管体的无损检测，主要就是管体的完整性（如剩余壁厚、管道缺陷、表面腐蚀形态、腐蚀产物类型、腐蚀深度等）检测。表一列出了目前常用的管道检测技术及其检测内容。

表一 管道检测技术分类

（一）弹性波检测技术

弹性波检测是利用管道泄漏引起的管道内压力波的变化来进行诊断定位，一般可分为声波、负压力波和压力波三种。其主要工作原理是利用安置好的传感器来检测管道泄漏时产生的弹性波并进行探测定位。这种技术的关键是区分正常操作时和发生泄漏时的弹性波。目前有两种方法，一

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种是利用硬件电路的延时来进行信号过滤，另一种是结合结构模式识别和神经网络来区分正常操作时和发生事故时产生的不同波形，从而更好地监测管道的运行。

（二）漏磁通检测技术

漏磁式管道腐蚀检测设备的工作原理是利用自身携带的磁铁，在管壁圆周上产生一个纵向磁回路场。如果管壁没有缺陷，则磁力线封闭于管壁之内，均匀分布。如果管内壁或外壁有缺陷，则磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线将穿出管壁产生漏磁。漏磁检测原理图三所示。

图三 漏磁检测原理

漏磁场被位于两磁极之间的紧贴管壁的探头检测到，并产生相应的感应信号。这些信号经滤波、放大、模数转换等处理后被记录到检测器上的存储器中，检测完成后，再通过专用软件对数据进行回放处理、判断识别。

从整个检测过程来说，漏磁检测可分为图四所示的四个部分：

图四 漏磁检测流程图

漏磁检测技术的优点：（1）易于实现自动化；较高的检测可靠性；（2）可以实现缺陷的初步量化；（3）在管道检测中，厚度达到30mm的壁厚范

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围内，可同时检测内外壁缺陷；（4）高效，无污染，自动化的检测可以获得很高的检测效率。

漏磁检测技术的局限性：（1）只适用于铁磁材料；（2）检测灵敏度低；（3）缺陷的量化粗略；（4）受被检测工件的形状限制由于采用传感器检测漏磁通，漏磁场方法不适合检测形状复杂的试件；（5）漏磁探伤不适合开裂很窄的裂纹，尤其是闭合型裂纹；（6）不能对缺陷的类型或者缺陷的严重程度直接作定量性的分析。

（三）超声波检测技术

管道超声检测是利用现有的超声波传感器测量超声波信号往返于缺陷之间的时间差来测定缺陷和管壁之间的距离；通过测量反射回波信号的幅值和超声波探头的发射位置来确定缺陷的大小和方位。

图五为超声波检测原理图, 图中Wt代表管道正常壁厚, SO代表超声波探头与管道内表面间的标准位移。

图五 超声波检测原理图

超声波检测技术的优点：（1）检测速度快，检测成本低；（2）检测厚度大，灵敏度高；（3）缺陷定位较准确；（4）对细微的密闭裂纹类缺陷灵

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敏度高。

超声波检测的缺点：（1）由于受超声波波长的限制，该检测法对薄管壁的检测精度较低，只适合厚管壁，同时对管内的介质要求较高；（2）当缺陷不规则时，将出现多次反射回波，从而对信号的识别和缺陷的定位提出了较高要求；（3）由于超声波的传导必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声波检测器不适合在气管线和含蜡高的油管线上进行检测，具有一定局限性。

（四）电磁超声检测

电磁超声技术（EMAT）是20世纪70年代发展起来的无损检测新技术。这一技术是以洛仑兹力、磁致伸缩力、电磁力为基础，用电磁感应涡流原理激发超声波。

电磁超声的发射和接收是基于电磁物理场和机械波振动场之间的相互转化，两个物理场之间通过力场相互联系。从物理学可知，在交变的磁场中，金属导体内将产生涡流，同时该电流在磁场中会受到洛仑兹力的作用，而金属介质在交变应力的作用下将产生应力波，频率在超声波范围内的应力波即为超声波。与之相反，该效应具有可逆性，返回声压使质点的振动在磁场作用下也会使涡流线圈两端的电压发生变化，因此可以通过接收装置进行接收并放大显示。人们把用这种方法激发和接收的超声波称为电磁超声。

与传统压电超声换能器相比，EMA的优点主要有：（1）非接触检测，不需要耦合剂；（2）可产生多种模式的波，适合做表面缺陷检测；（3）适合高温检测；（4）对被探工件表面质量要求不高；（5）在实现同样功能的油气储运前言知识讲座

前提下，EMAT探伤设备所用的通道数和探头数都少于压电超声；（6）发现自然缺陷的能力强，对不同的入射角有明显的端角反射，对表面裂纹检测灵敏度较高。

EMA的缺点：（1）EMAT的换能效率要比传统压电换能器低20—40dB；（2）探头与试件距离应尽可能小；（3）EMAT仅能应用于具有良好导电性能的材料中。

（五）涡流检测技术

涡流检测技术是目前采用较为广泛的管道无损检测技术，其原理为：当一个线圈通交变电时，该线圈将产生一个垂直于电流方向（即平行于线圈轴线方向）的交变磁场，把这个线圈靠近导电体时，线圈产生的交变磁场会在导电体中感应出涡电流（简称涡流），其方向垂直于磁场并与线圈电流方向相反。导电体中的涡流本身也要产生交变磁场，该磁场与线圈的磁场发生作用，使通过线圈的磁通发生变化，这将使线圈的阻抗发生变化，从而使线圈中的电流发生变化。通过监测线圈中电流的变化（激励电流为恒定值），即可探知涡流的变化，从而获得有关试件材质、缺陷、几何尺寸、形状等变化的信息。

涡流检测技术可分为常规涡流检测、透射式涡流检测和远场涡流检测。常规涡流检测受到趋肤效应的影响，只适合于检测管道表面或者亚表面缺陷，而透射式涡流检测和远场涡流检测则克服了这一缺陷，其检测信号对管内外壁具有相同的检测灵敏度。其中远场涡流法具有检测结果便于自动化检测(电信号输出)、检测速度快、适合表面检测、适用范围广、安全方便以及消耗的物品最少等特点，在发达国家得到广泛的重视，广泛用于在油气储运前言知识讲座

用管道的检测。

涡流检测技术的优点：（1）检测速度高，检测成本低，操作简便；（2）探头与被检工件可以不接触，不需要耦合介质；（3）检测时可以同时得到电信号直接输出指示的结果，也可以实现屏幕显示；（4）能实现高速自动化检测，并可实现永久性记录。

涡流检测技术的缺点：（1）只适用于导电材料，难以用于形状复杂的试件；（2）只能检测材料或工件的表面、近表面缺陷；（3）检测结果不直观，还难以判别缺陷的种类、性质以及形状、尺寸等；（4）检测时受干扰影响的因素较多，易产生伪显示。

（六）激光检测技术

激光检测系统主要包括激光扫描探头、运动控制和定位系统、数据采集和分析系统三个部分，利用了光学三角测量的基本原理。与传统的涡流法和超声波法相比，激光检测（或轮廓测量）技术具有检测效率高、检测精度高、采样点密集、空间分辨力高、非接触式检测，以及可提供定量检测结果和提供被检管道任意位置横截面显示图、轴向展开图、三维立体显示图等优点。

但是激光检测方法只能检测物体表面，要全面掌握被测对象的情况，必须结合多种无损检测方法，取长补短。

（七）管道机器人检测技术

管道机器人是一种可在管道内行走的机械，可以携带一种或多种传感器，在操作人员的远端控制下进行一系列的管道检测维修作业，是一种理想的管道自动化检测装置。

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一个完整的管道检测机器人应当包括移动载体、视觉系统、信号传送系统、动力系统和控制系统。管道机器人的主要工作方式为: 在视觉、位姿等传感器系统的引导下，对管道环境进行识别，接近检测目标，利用超声波传感器、漏磁通传感器等多种检测传感器进行信息检测和识别，自动完成检测任务。其核心组成为管道环境识别系统（视觉系统）和移动载体。目前国外的管道机器人技术已经发展得比较成熟，它不仅能进行管道检测，还具有管道维护与维修等功能，是一个综合的管道检测维修系统。

四、管道外覆盖层检测技术

（一）PCM检测法

PCM（多频管中电流检测法）评价的核心是遥控地ICI电流信号的张弱来控制发射到管道表ICI的电流，通过检测到的电流变化规律，进而判断外防腐层的破损定位与老化程度。加载到管道上的电流会产生相应的电磁场，磁场张弱与加载电流的大小成正比，同时随着传输距离增大，电流信号逐渐减小。当管道外涂层有破损时，电流通过破损点流向大地，该点处的电流衰减率突然增大，可判定外涂层破损点的位置。

但PCM法对较近的多条管道难以分辨、在管道交叉、拐点处及存在交流电干扰时，测得数据误差大。

（二）DCVG检测技术

DCVG（直流电压梯度测试技术）的原理是对管道上加直流信号时，在管道防腐层破损裸漏点和土壤之间会出现电压梯度。在破损裸漏点附近部位，电流密度将增大，电压梯度也随着增大。普遍情况下，裸漏面积与电

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压梯度成正。直流电压梯度检测技术就是基于上述原理的。

在用DCVG测量时，为了便于对信号的观察和解释，需要加一个断流器在阴极保护输出上。测量过程中，沿管线以2m的间隔在管顶上方进行测量。

DCVG的优点为能准确地测出防腐层的破损位置，判断缺陷的严重程度和估计缺陷大小，之后根据检测结果提供合理的维护和改造建议；测量操作简单，准确度高，在测量过程中不受外界干扰，几乎不受地形影响。缺点在于整个过程需沿线步行检测，不能指示管道阴极保护的效果和涂层剥离；环境因素会引起一定误差，如杂散电流、地表土壤的电阻率等。

（三）Pearson检测法

Pearson检测法（皮尔逊检漏法）的原理是对管道施加交流信号，此信号会通过管道防腐层的破损点处流失到土壤中，因此距离破损点越远，电流密度越小，破损点的上方地表形成一个交流电压梯度。检测过程中，两位测试员相距3~6m，脚穿铁钉鞋或手握探针，将各探测的的电压信号发回接收装置，信号经滤波、放大，即能得到检测结果。

Pearson检测法是目前国内最常用的检测技术，其优点是：（1）有较成熟的使用经验，并且检测速度较快，能沿线检测防腐层破损点和金属物体；（2）能识别破损点大小，还能测到微小漏点，长输管道的检测与运行维护中有良好的使用反馈。

Pearson检测法的不足之处在于，（1）整个检测过程需步行；（2）不能指明出缺陷的损坏程度；（3）对操作者的技能求高；（4）在水泥或沥青地面上检测接地困难。

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（四）标准管/地（P/S）电位测试法

标准管/地（P/S）电位测试法的原来是采用万用表来测接地Cu/CuS04电极与管道表ICI某监测点之间的电位，通过电位与距离构成的曲线了解电位的分布，把当前电位与以往电位区别开来，可用检测来的阴极保护电位来判定是否对管道外涂层起保护作用。

目前,地面测量管道保护电位的通用方法就是标准管/地电位测试法，其优点是无需开挖管道、现场取得数据容易、检测速度快(每天10~50km)。一般情况,每隔1km左右设一个测试桩，所以这种方法只能总体评估这一管段的防腐层，不能详细地评价防腐层缺陷，不能确定防腐层的缺陷位置以及缺陷的分布情况。故此方法不适合用于无阴极保护或测试桩的管道。

第四篇：管道检测

油气管道检测技术的发展现状及分析比较

201120392 左敏

摘要：本文介绍了当今国内外较为成熟、先进的管道外检测(涂层检测)和管道内检测(智能检测)技术和方法，并对部分检测方法作了比较，指出了其优缺点。为我国油气管道检测技术的发展提供了建议。

关键词：油气管道 外检测 内检测 比较

引言

管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段，在世界各地得到了广泛应用，为了保障油气管道安全运行，延长使用寿命，应对其定期进行检测，以便发现问题，采取措施。管道外检测技术

管道外检测技术又称为涂层检测技术。埋地管道通常采用涂层与电法保护共同组成的防护系统联合作用进行外腐蚀控制，这2种方法起着一种互补作用：涂层使阴极保护既经济又有效，而阴极保护又使涂层出现针孔或损伤的地方受到控制。该方法是已被公认的最佳保护办法并已被广泛用于对埋地管道腐蚀的控制。

涂层检测技术是在对管道不开挖的前提下，采用专用设备在地面非接触性地对涂层综合性能进行检测，科学、准确、经济地对涂层老化及破损缺陷定位，对缺陷大小进行分类统计，同时针对缺陷大小、数量进行综合评价并提出整改计划，以指导管道业主对管道涂层状况的掌握，并及时进行维护，保证涂层的完整性及完好性。

国内实施管道外检测技术始于20世纪80年代中期，检测方法主要包括标准管/地电位检测、皮尔逊(Pearson)检测、涂层绝缘电阻测试、管内电流测试等。检测结果对涂层的总体评价起到了重要作用，但在缺陷准确定位、合理指导大修方面尚有较大的差距。近年来，通过世界银行贷款以及与国外管道公司交流，管道外检测设备因价格相对较为便宜，操作较为方便，国外管道外检测技术已广泛应用于国内长输油气管道涂层检测，目前国内管道外检测技术基本上达到先进发达国家水平，在实际工作中应用较为广泛的外检测技术主要包括:标准管/地电位检测、皮尔逊检测、密间距电位测试、多频管中电流测试、直流电位梯度测试。

1.1标准管/地电位检测技术(P/S)该技术主要用于监测阴极保护效果的有效性，采用万用表测试接地CU/CuSO4电极与管道金属表面某一点之间的电位，通过电位距离曲线了解电位分布情况，用以区别当前电位与以往电位的差别，还可通过测得的阴极保护电位是否满足标准衡量涂层状况。该法快速、简单，现仍广泛用于管道管理部门对管道涂层及阴极保护日常管理及监测中。

1.2皮尔逊检测技术(PS)该技术是用来找出涂层缺陷和缺陷区域的方法，由于不需阴极保护电流，只需要将发射机的交流信号(1000Hz)加载在管道上，因操作简单、快速曾广泛使用于涂层检测中。但检测结果准确率较低，易受外界电流的干扰，不同的土壤和涂层电阻都能引起信号的改变，判断是否缺陷以及缺陷大小依赖于操作员的经验。

1.3密间距电位测试技术(CIS、CIPS)密间距电位检测(Close Interval Survey)和密间距极化电位(Close Interval Potential Survey)检测类似于标准管/地电位(P/S)测试法，其本质是管地电位加密测试和加密断电电位测试技术。通过测试阴极保护在管道上的密集电位和密集极化电位，确定阴极保护效果的有效性，并可间接找出缺陷位置、大小，反映涂层状况。该方法也有局限性，其准确率较低，依赖于操作者经验，易受外界干扰，有的读数误差达200～300mV。

1.4 PCM多频管中电流测试

多频管中电流法是检测涂层漏电状况的新技术，是以管中电流梯度测试法为基础的改进型涂层检测方法。它选用了目前较先进的PCM仪器，按已知检测间距测出电流量，测定电流梯度的分布，描绘出整个管道的概貌，可快速、经济地找出电流信号漏失较严重的管段，并通过计算机分析评价涂层的状况，再使用PCM仪器的“A”字架检测地表电位梯度精确定位涂层破损点。该方法适于不同规格、材料的管道，可长距离地检测整条管道，受涂层材料、地面环境变化影响小，适合于复杂地形并可对涂层老化状况评级;可计算出管段涂层面电阻Rg值，对管道涂层划分技术等级，评价管道涂层的状况，提出涂层维护方式。采用专用的耦合线圈，还可对水下管道进行涂层检测。

1.5直流电位梯度(DCVG)方法

该方法通过检测流至埋地管道涂层破损部位的阴极保护电流在土壤介质上产生的电位梯度(即土壤的IR降)，并依据IR降的百分比来计算涂层缺陷的大小，其优点在于不受交流电干扰，通过确定电流是流人还是流出管道，还可判断管道【1】 是否正遭受到腐蚀。1.6几种测试方法的比较

各种涂层缺陷检测技术都是通过在管道上加载直流或交流信号来实现的，不同的仅是在结构上、性能上、功用上的差异。为克服单一检测技术的局限性，综合几种检测方法对涂层缺陷进行检测，可以弥补各项技术的不足。对于有阴极保护的管道，可先参考日常管理记录中的(P/S)测试值，然后利用CIPS技术测量管道的管地电位，所测得的断电电位可确定阴极保护系统效果，在判断涂层可能有缺陷后，利用DCVG技术确定每一缺陷的阴极和阳极特性，最后利用DCVG确定缺陷中心位置，用测得的缺陷泄漏电流流经土壤造成的IR降确定缺陷的大小和严重性，以此作为选择修理的依据。对于未施加阴极保护的管道，可先用PCM测试技术确定电流信号漏失较严重的管段，然后在使用PCM的“A”字架或皮尔逊检测技术精确定位涂层破损点，确定涂层破损大小。PCM测试技术也可用于具有阴极保护的管道，其检测精度略低于DCVG技术。

由于所有涂层检测技术均是在管道上施加电信号，因此各种技术均存在一些不足，对某些涂层缺陷无法查找，如部分露管涂层破损处管体未与大地接触，信号因不能流向大地形成回路，只能通过其他手段查找;因屏蔽作用，不适用于加套管的穿越管线；所有技术均不能判定涂层是否剥离。

2管道内检测技术

管道内检测技术是将各种无损检测(NDT)设备加载到清管器(PIG)上，将原来用做清扫的非智能PIG改为有信息采集、处理、存储等功能的智能型管道缺陷检测器(SMART PIG)，通过清管器在管道内的运动，达到检测管道缺陷的目的。早在1965年美国Tuboscopc公司就已将漏磁通(MFL)无损检测(NDT)技术成功地应用于油气长输管道的内检测，紧接着其他的无损内检测技术也相继产生，并在尝试中发现其广泛的应用前景。

内检测器按功能可分为用于检测管道几何变形的测径仪、用于管道泄漏检测仪、用于对因腐蚀产生的体积型缺陷检测的漏磁通量检测器、用于裂纹类平面型缺陷检测的涡流检测仪、超声波检测仪以及以弹性剪切波为基础的裂纹检测设备等。下面对应用较为广泛的几种方法进行简要介绍。

2.1测径检测技术

该技术主要用于检测管道因外力引起的几何变形，确定变形具体位置，有的采用机械装置，有的采用磁力感应原理，可检测出凹坑、椭圆度、内径的几何变化以及其他影响管道有效内径的几何异常现象。

2.2泄漏检测技术

目前较为成熟的技术是压差法和声波辐射方法。前者由一个带测压装置仪器组成，被检测的管道需要注以适当的液体，泄漏处在管道内形成最低压力区，并在此处设置泄漏检测仪器;后者以声波泄漏检测为基础，利用管道泄漏时产生的20～40kHz范围内的特有声音，通过带适宜频率选择的电子装置对其进行采集，再通过里程轮和标记系统检测并确定泄漏处的位置。

2.3漏磁通量检测技术(MFL)在所有管道内检测技术中，漏磁通量检测历史最长，因其能检测出管道内、外腐蚀产生的体积型缺陷，对检测环境的要求低，可兼用于输油和输气管道，可间接判断涂层状况，其应用范围最为广泛。由于漏磁通量是一种相对低噪音过程，即使没有对数据采取任何形式的放大，异常信号在数据记录中也很明显，其应用相对较为简单。值得注意的是，使用漏磁通检测仪对管道检测时，需控制清管器的运行速度，漏磁通对其运载工具运行速度相当敏感，虽然目前使用的传感器替代传感器线圈降低了对速度的敏感性，但不能完全消除速度的影响。该技术在对管道进行检测时，要求管壁达到完全磁性饱和。因此测试精度与管壁厚度有关，厚度越大，精度越低，其适用范围通常为管壁厚度不超过12mm。该技术的精度不如超声波的高，对缺陷准确高度的确定还需依赖操作人员的经验。[2,3] 2.4压电超声波检测技术

压电超声波检测技术原理类似于传统意义上的超声波检测（UT），传感器通过液体藕合与管壁接触，从而测出管道缺陷。超声波检测对裂纹等平面型缺陷最为敏感，检测精度很高，是目前发现裂纹最好的检测方法。但由于传感器晶体易脆，传感器元件在运行管道环境中易损坏，且传感器晶体需通过液体与管壁保持连续的祸合，对耦合剂清洁度要求较高。因此仅限于液体输送管道。

2.5电磁声波传感检测技术(EMAT)超声波能在一种弹性导电介质中得到激励，而不需要机械接触或液体耦合。这种技术是利用电磁物理学原理以新的传感器替代了超声波检测技术中的传统压电传感器。当电磁声波传感器在管壁上激发出超声波能时，波的传播采取以管壁内、外表面作为“波导器”的方式进行，当管壁是均匀的，波沿管壁传播只会受到衰减作用;当管壁上有异常出现时，在异常边界处的声阻抗的突变产生波的反射、折射和漫反射，接收到的波形就会发生明显的改变。由于基于电磁声波传感器的超声波检测最重要的特征是不需要液体耦合剂来确保其工作性能。因此该技术提供了输气管道超声波检测的可行性，是替代漏磁通检测的有效方法。

2.6超声波(UT)检测和漏磁通量(MFL)检测分析比较

超声波(UT)检测和漏磁通量(MFL)检测是当前世界上最常用的两种油气管道管内智能检测技术。这两种技术都是很好的管内检测技术，采用其中哪一种方法都会使管道作业者受益。但由于所要检测的管道情况各不相同，对于究竟采用何种检测技术较为适用的问题，则取决于很多因素。归纳起来，有以下三点：1.所检测管道的特点(包括管壁厚度，管径变化和是否为双径管，是不锈钢还是包覆管或是无缝管)；2.是否有特种缺陷(包括叠层和砂眼，极小的蚀坑，沟槽状腐蚀，环焊缝裂纹，打磨造成的金属损失，对新管道的基准测量)；3.管道运行条件(MFL和UT两种检测技术适用的不同运行速度是：对MFL来说为0.3～5m/s，而对UT来说则为0.1～1m/s)。

首先，应该懂得MFL和UT两种检测技术的特性。MFL技术是测量漏磁磁场的一种检测方法，其所检测的磁场强度和磁场延伸范围均取决于缺陷的深度及其延伸范围，但所检测的磁场强度和延伸范围也取决于诸如缺陷形状、壁厚、磁化作用、磁化性能和磁化速度等其它一些因素。将所要测量的磁场换算成缺陷尺寸的计算方法，则是基于缺陷-尺寸的测量模型和经验，而且还必须考虑到许多二次影响的作用。

第一代MFL技术的测量结果极不令人满意。英国天然气公司和PII公司先后都开发出了一些先进的电子设备、解析算法和软件，从而制定出了一些新的工业标准。测量缺陷深度现已有了高精度的方法(在80%的置信度下为壁厚的10%)。

超声被检测技术在PII公司已被广泛采用。只要钢表面光滑，UT技术的缺陷深度检测精度即可达到0.1mm。检测精度在很大程度上取决于管壁表面的粗糙度。

一般来说，就缺陷深度的测量精度而言，UT装置优于MFL：前者为95%，后者为80%。这意味着：除了具有较高的缺陷深度测量精度外，UT的测量结果往往都在精度要求范围内。

对于壁厚来说，采用MFL技术有可能达到最佳的检测结果。采用此种方法时，务必使管壁厚度为磁场所饱和。管壁较厚时，磁场强度应更大，磁通量也应更大。反之，管径较小和管壁较薄时，达到一定的磁性便可适用。在这方面，UT技术的检测能力优于MFL。UT直接检测壁厚的能力仅适用于剩余壁厚为2.5mm以上的情况。对于具有深的管内缺陷的薄壁管而言，采用MFL装置则是正确的选择。

对于异径管来说，采用UT装置较合适。根据UT装置超声波传感器载流子的设计特点，这种装置能够适应较大的内径变化。比如，就标准的UT装置的设计而言，其适应范围为10%～15%左右，而MFL装置则为5%～10%左右。目前已有双直径的UT和MFL装置，这样，即可满足管径的较大变化。

对于叠层、砂眼、沟槽状腐蚀和环焊缝裂纹等特殊缺陷来说，受限于超声波波束的大小，但总的说来UT技术都优于MFL技术。特别强大的UT装置还能查明与氢致裂纹(HIC)有关的叠层和砂眼。MFL技术特别适用于薄壁管或小口径管子蚀坑的检测。MFL装置能够看到长而狭窄的缺陷首末端，而难于查明缺陷的深度；UT技术则能查明整个管长上的纵向沟槽状腐蚀的精确壁厚。环焊缝上的裂纹源于制管工艺不佳所致，UT装置查不出这种缺陷。

打磨会导致极大的金属损失，应引起注意，由此而引起的金属损失是很难用MFL装置测量出来的，而UT装置的直接壁厚测量方法更适合于此种缺陷的测量。

所谓基准测量，是指利用智能装置对某种新材料的新管线进行基本状况的检查。这对管道拥有者来说可能大有好处，因为所发现的任何不合规定的现象都可根据担保条款得到纠正。利用UT装置对一节短管的壁厚进行检查(特别是无缝管)，即可精确地检查出像叠层或金属损失、偏心、修理抛光及其它所报告的缺陷。这对制管和管道施工过程来说，同样是一种有效的质量检查方法。

总之，对于所有的缺陷评估和日益发展的计算技术来说，具有较高深度测量精度的UT装置因可减少必要的修理次数并可延长检修计划，因此可为用户提供极大的节约。另一方面，从检查输气管道的角度出发，MFL装置有巨大的优势。相比之下，UT装置宜于在多批量的液体管道中使用，也必须在干净的管内运行。因此，应建议首先考虑在所有输气管道内使用MFL装置，而在所有液体管道内使[2,3]用UT装置。

2.7内检测技术的发展趋势

用三维图像直观显示管壁缺陷是当今国际管道内检测技术的发展趋势。用超声波技术实现直观显示管壁缺陷，比较容易实现。用漏磁技术实现直观显示管壁缺陷则比较困难，这是由漏磁检测技术原理决定的。漏磁检测器的发展方向主要在两个方面:一是提高检测器探头的质量并增加探头的数量，这样就提高了采集数据的质量和数量，从而为数据分析提供更全面、更准确的基础数据；二是提高数据分析的准确性和自动化水平，使之能够形象直观地描绘出管道真实状况。其中最重要的是需要在漏磁与缺陷的对应关系数学模型的研究上不断做出努力。

漏磁通法与超声波法相结合是发展的方向之一，伴随着新技术、新工艺的不断涌现，管道内检测技术手段也日趋成熟和科学，管道内检测设备已由单纯的漏

【4】磁腐蚀检测器向高清晰度、GPS和 GIS技术于一体的高智能检测器发展。

3结语

总的来说，在各项技术高速发展的今天，想要真正提高我国油气管道检测工作的水平，首先要做的就是对各类检测标准进行进一步的完善，同时实行严格的检测人员资格认证制度，从人员技术水平上为检测工作的有效性打下坚实的基础。另外，有关研究部门也应加强国际间的技术交流与合作，并在自主研发的技术和设备上投入更多的时间和精力，为早日实现我国油气管道检测工作的智能化做出自己的贡献。

参考文献

[1] 卢绮敏主编.石油工业中的腐蚀与防护.北京：化学工业出版社，2001 [2] 李勇，付建华.漏磁式智能检测技术在管道中的运用.天然气工业，2003；23(5)：116-119 [3] 李新，王昌明等.天然气管道的内部漏磁检测技术.天然气工业，2001；21(6)：88-89 [4] 钟家维，沈建新，贺志刚等.管道内腐蚀检测新技术和新方法.管道技术，2003； 17(4)：31～35

致谢

虽然只有短短几个小时的接触，但彭老师严谨的治学态度、锐意创新的科学研究精神，谦虚勤奋的求学风格，使我深受教诲，谨在此向辛勤培养、教育和关心学生的彭老师致以崇高的敬意和衷心的感谢。最后，感谢给予我支持和帮助的所有老师、同学和朋友们。

第五篇：CCTV检测简介

银浩建设工程有限公司cctv检测管道维护保养

CCTV检测简介

CCTV检测（中央控制工业管道内窥摄像）技术，在国际上一些发达的国家和地区，已规模应用于对排水管道进行系统检测、防止泄漏造成的污染以及进行地质灾害（如滑坡）监测、防治。

CCTV检测，是一项新型的应用工程技术，它利用工业管道内窥摄像系统，连续、实时记录管道内部的实际情况；技术人员根据摄像系统拍摄的录像资料，对管道内部存在的问题进行实地位置确定、缺陷性质的判断，具有实时、直观、准确和一定的前瞻性，在环境保护的积极预防、采取有针对性治理技术措施方面，为对排水管道进行维护、排除雨、污水滞流以及防治管道泄漏污染，提供可靠的技术依据。CCTV检测主要应用于：

进行环境保护的污水泄漏检测

新建排水系统的竣工验收

排水系统改造或疏通的竣工验收

污水处理厂通过排水系统接受过多的不明渗入水或承水量不足的检测

管路淤积、排水不畅等原因的调查

可直接排放污水与须处理污水的合流情况检测

管道的腐蚀、破损、接口错位、淤积、结垢等运行状况的检测 查找因排水系统或基建施工而找不到的检修井或去向不明管段

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