基于管道爬行器的磁控定位系统.docx

基于管道爬行器的磁控定位系统夏海涛,尚宝刚(丹东华日电气有限公司,丹东118001)摘要:介绍了一种以低频交变磁场作为控制信息载体的管道爬行器定位系统。系统由磁指令源、磁接收器和管道爬行器组成。利用磁指令源产生能穿透钢管壁的低频交变磁场来作为定位信号,取代了采用放射性同位素产生的γ射线作为定位信号的方法。该系统现已广泛应用于我国西气东输工程管道焊缝的无损检测,具有安全可靠、操作简便、定位精度高、携带方便、容易实现和适用范围广等特点。关键词:管道爬行器;定位系统;磁控;硬件研制中图分类号:TH878;TG115.28文献标志码:A文章编号:100026656(2010)0920744203MagneticOrientationSystemBasedonPipelineCreeperXIAHai2Tao,SHANGBao2Gang(DandongHuaRiElectricCoLtd,Dandong118001,China)Abstract:Akindofpipelinecreeperorientationsystemwithlowfrequencyalternationmagneticfieldascontrollinginformationcarrierwasintroduced.Thesystemincludesmagneticinstructionsource,magneticreceivingapparatusandpipelinecreeper.Itwasadoptedlowfrequencyalternationmagneticfieldwhichcouldpenetratesteeltubefrommagneticinstructionsourceasorientationsignal,replacingthemethodwithradioactiveisotope(suchas137Cs)asorientationsignal.Thismachinewaswidelyusedinthenondestructivetestingofgastubeweldseamintheso2calledwest2to2eastgastransportationline.Ithasseveralcharacteristicssuchassafetyandreliability,easytohandle,highorientationprecision,convenientcarry,easyrealizationandwideapplicablerangeandsoon.Keywords:Pipelinecreeper;Locatingsystem;Magneticcontrol;Hardwaredevelopment长距离油气输送管道是由多根钢管焊接而成,为保证质量,避免油气泄漏,必须要对环形焊缝进行无损检测。管道爬行器是对管道环形焊缝进行无损检测的主要设备。在数千米长封闭的油气管道中,管道爬行器要找到管道焊缝的位置,并且要求实现精确定位、安全可靠、携带方便以及便于操作,是有一定难度的,因此定位技术是管道爬行器系统的一项关键性技术。放射性同位素(如137Cs)控制定位的管道爬行器以操作简便、定位精度较高以及可靠性较好等特点得到了较为广泛的使用。但是,放射性同位素产生的γ射线会对人体造成损伤,长期使用会影响操作者的身体健康,国家对放射性同位素的经营、运输、使用、保存和回收都有严格的规定和限制,一旦发生辐射事故将会造成无法挽回的损失,这些问题制约了管道爬行器技术的使用和发展。随着输油、输气管道工程的日益增多,寻找一种安全可靠且定位精度高、操作简便、成本低廉的管道爬行器定位方式,既是管道爬行器生产厂家急需解决的问题,也是油气管道实际检测工作的迫切需要。基本原理针对放射性同位素控制定位的管道爬行器存在安全性能差的问题,需要寻找一种能够替代γ射线穿透钢管管壁给出定位信息的方法。无线电波及红外线光等安全性好,但会被钢管屏蔽,不能穿透钢管的管壁。根据电磁感应原理,低频交变磁场可以穿1收稿日期:2009212226作者简介:夏海涛(1972-),男,工程师,本科,研发设计师,主要从事X射线无损检测产品研发和设计。7442010年第32卷第9期夏海涛等:基于管道爬行器的磁控定位系统透钢管的管壁,而且应用灵活,容易实现,其原理如图1所示[1-2]。线圈L1产生低频交变磁场,该磁场在金属板M内引起感应电流,此电流在导体内闭合,称为涡流,其大小由L1产生的低频交变磁场强度决定。涡流穿透金属板的厚度h为:2.1磁指令源磁指令源的结构图如图3所示,主要由壳体、电机、电池、永磁体、开关和充电器插座等组成。为减小电池消耗,用磁场强度4kGs的永磁体来产生磁场,电