机械工程师学会技术交流简讯

机械工程师学会技术交流简讯2010第三期1/4机械工程师学会技术交流简讯2010年第三期本期概要：机械工程师学会于2010年5月23日下午成功于本学会江苏联络处举办了《化工机械与无损检测技术》技术讲谈。在本期活动中，与会专家和来自江苏地区的部分工程师会员们及有关企业的代表就很多的热点问题进行了探讨。特别是对“管道非开挖检测技术的应用”等热点问题做了深入的探讨和交流，并结合日常的工作和生活经验，提出了宝贵的建议等。讲谈议题：1、我国压力容器行业的发展现状。据有关统计，2009年我国压力容器企业数量4380家（含气瓶），占全国特种设备制造、安装许可企业总数量的14.94%。虽然受到全球经济危机的影响，但我国压力容器行业的主要经济指标和主要效益指标较2008年均有不同程度的增长；受国外市场的影响，出口交货值下降较多，同比减少38.83%。2009年规模以上（年主营业务收入500万元）企业的数量、主要经济指标和主要效益指标均有一定增长，但出口下滑较严重。随着改革开放的深入，我国压力容器行业得到了快速发展，ASME持证厂商数量也迅速增加。2009年我国持证厂商数量426家，已超过加拿大位居第二位，仅次于美国。2009年全球74个国家和地区ASME持证厂商共计5942家，2009年全球ASME持证厂商数量前10位排名见表3。截止2010年1月，我国持证厂商数量又增加8家，共计434家，涉及全国24个省、直辖市和自治区。2、管道非开挖检测技术的应用最近中原油田技术监测中心安全监测站技术人员应用TEM非开挖检测技术对采油三厂卫城油藏经营管理区25～28号计量站间的管道进行了腐蚀检测评估。该项检测技术与传统检测技术相比，可提高埋地管道检测时效约40%。TEM非开挖检测技术是目前国内先进的管道检测技术。据了解，国内仅有6套TEM非开挖检测技术评估系统，仅中原油田和胜利油田在应用。应用该项技术后，技术人员可对埋地管道进行前期风险预测，精确采集管道重点区域的动态数据，找准风险点，然后利用堵漏技术和防腐技术，对管道实施开挖检测，可使检测时效提高约40%。管壁厚度TEM检测技术得到业内同行的普遍关注，近几年来，在大庆、胜利、大港、轮南、彩南、石西等油田，齐鲁石化总公司、太原钢铁总公司、保定煤气公司、昆明煤气公司、天津燃气公司等企业，应用本方法检测评价的管道已超过500公里，检测结果都经过了抽样开挖验证。3、TEM非开挖检测技术TEM非开挖检测技术是目前国内先进的管道检测技术。该技术可在埋地管道上方形成一个可控瞬变磁场，产生随时间变化的“衰变涡流”，进而在管体周围产生与瞬变磁场同向的二次“衰变磁场”。技术人员对磁场变化动态进行分析，科学地评估埋地管道的腐蚀状况。与传统检测技术相比，TEM非开挖检测技术可大幅减少管道开挖点。技术人员在管机械工程师学会技术交流简讯2010第三期2/4道不开挖、不停输状态下，可对管体腐蚀情况进行评估，有针对性地对风险点实施开挖检测，节约人力、物力和财力。4、TEM非开挖检测技术的简单介绍TEM系统包括控制单元、数据采集器、传感器三个主要部分。传感器：传感器包括发射回线和接收回线两部分，用来实现TEM信号的激励与接收。数据采集器：GBH-1数据采集器用于激励、采集、记录瞬变电磁信号，具有抗干扰能力强、稳定性好、轻便等特点。控制单元：控制单元用来控制数据采集器和传感器工作，实现数据收录、信号处理、图示、解释分析等功能。可用具有蓝牙接口的掌上电脑或笔记本电脑作为载体。5、TEM非开挖检测技术的方法原理金属管道敷设运行后，如防护不当就会发生腐蚀。无论是电化学腐蚀、杂散电流腐蚀还是厌氧菌腐蚀，其结果都是金属蚀失、腐蚀产物堆积，造成埋地金属管道的导电率和导磁率变异。显然，只要检测出因腐蚀所致的此种物理性质的变异部位和变异程度，经过与已知（已发生腐蚀和未发生腐蚀）情况对比，就可以指出腐蚀地段并对腐蚀导致的管壁减薄程度做出评价。管壁厚度TEM评价系统利用TEM（瞬变电磁）手段检测评价地下管道的剩余管壁厚度，不开挖、不与管道直接接触、不影响管线正常运行。方法的核心问题有两个：一是采用高灵敏度、高稳定性、高抗干扰能力的数据采集器检测管道的综合物理特性所发生的微小变化，二是利用不同目标体的瞬变响应具有时间可分性的特点来识别并研究被测管段的腐蚀程度。在传感器发射回线中加载稳定激励电流，建立起一次磁场，瞬间断开激励电流便形成了一次磁场“关断”脉冲。此一随时间陡变的磁场在管体中激励起随时间变化的“衰变涡流”，从而在周围空间产生与一次磁场方向相同的二次“衰变磁场”，二次磁场穿过传感器接收回线中的磁通量随时间变化，在接收回线中激励起感生电动势，利用数据采集器观测到用激励电流归一化的二次磁场衰变曲线——瞬变响应。归一化的脉冲瞬变响应特征主要取决于被测管段金属管体的埋深、管径、壁厚、电导率、磁导率以及管内输送物质的电导率、磁导率、介电常数。除此之外，防腐层的厚度、防腐介质的介电常数和体电阻率，围土介质的电导率、磁导率、介电常数等也会对归一化的脉冲瞬变响应产生影响。金属管体与防腐层以及围土介质的电磁特性差异显著，在归一化的脉冲瞬变响应曲线上具有明显的时间可分性。在信噪比足够高的情况下，可以划分出被测管段所对应的响应时窗。在所划分出的瞬变响应时窗范围内，通过反演模拟的手段，确定瞬变时间常数，继而得出被测管段的管壁厚度。6、TEM的有关术语和技术指标被测管段长度：每个检测点覆盖的管段长度近似等于所采用的传感器发射回线边长与2倍管道中心埋深之和（L+2h）。检测精度：采用“一同三不同”的原则评价检测质量，统计原始检测所得的平均管壁厚度与检查检测所得的平均管壁厚度之间的均方误差，以此作为衡量检测工作质量的指标。检测精度与所使用的数据采集器以及所采用的抗干扰措施有关。以GBH-1为例，如果采用多次叠加手段提高信噪比，一般情况下，误差可控制在5%以内。验证方法：开挖验证，并采用高精度（0.1mm～0.01mm）测厚仪实际测量管壁厚度，测量点应均匀分布并具有统计意义。机械工程师学会技术交流简讯2010第三期3/4符合率：检测出报的剩余管壁平均厚度与管壁实际平均厚度之间的偏差不超出检测精度范围时，称为“检测结果与实际情况相符”。一般情况下，符合率不低于80%。适用对象：由于是在地面采用非接触式信号加载方式，管壁厚度TEM评价系统最适用的检测对象是单根或者可视为单根的地下管道。7、非开挖技术的国外发展历程国外非开挖技术发展大致可分为（1）人工地下挖掘后再铺管线初期（2）常规挖掘与铺设相结合中期（3）采用专用设备和技术把地下挖掘和管线铺设有机结合，并能准确控向的现代非开挖近期三个阶段。非开挖技术的发源地主要在三个国家——日本，美国和英国，以后日益受到世界各国的重视，并取得良好的社会效益和经济效益。1986年国际非开挖协会（istt）在英国伦敦成立，这预示着世界范围内非开挖技术的研究与发展进入了新时期。据国际非开挖技术协会和国外主要公司的初步统计，目前发达国家用非开挖施工方法施工的管线已占全部地下管线工程施工量的10％，个别城市和地区如德国柏林已高达40％。经过几十年的发展，国外非开挖技术，包括穿越铺设、更新、修复地下管线三个方面的施工方法均取得了很大的进步，其系列化配套技术也已日臻完善。8、非开挖技术在国内的发展方兴未艾我国非开挖管线工程技术的应用起步较晚，发展大致可分为三个阶段：第一阶段为70年代末至80年代中期的初级阶段，工程具有应急特征，技术水平不高；第二阶段为80年代中期至90年代中期的中期阶段，其特点是需求量大增，以引进国外技术与装备为主，非开挖技术发展较快；第三阶段为自90年中期开始的近期阶段，此阶段的特征是，在引进国外非开挖技术和装备的同时，我国开始自行开发研制非开挖技术和装备，并取得了一些突破性的成果，扼止了设备的大宗引进势头，同时也涌现了一批专门或兼营非开挖技术的施工公司，开始进入了关键的创业期，具有我国特色的非开挖技术在国内的发展方兴未艾。9、埋地管道泄漏点间接定位判别技术探讨检测方法特点管道泄漏检测适用范围瞬变电磁法[2]（TEM）在不开挖不停输的情况下，检出埋地管道的腐蚀损伤的程度和具体部位。适用于污水管道由于内壁均匀腐蚀引起的泄漏检测。导波法超声导波[2]（TELETEST）对长距管道的壁厚进行100%的测试，找出腐蚀或缺陷区域，但无法对管道璧厚进行定量。适用于穿、跨越管道，有套管的管道以及立管等的腐蚀检测以及泄漏点的间接定位判别。磁致伸缩导波（MsS）电磁法电流梯度法[3]可在地面对埋地管线外防腐层性能、外防腐层老化及破损电进行精确检测，精度达98％以上。适用输油管线由于外腐蚀而引起的泄漏的间接检测。电位梯度法[3]皮尔逊法管线定位探测与卫星测绘可精确测试目标管线位置，同时查找管线是否存适用于间接判断管线搭接，由于应力集中和外腐蚀的共同作机械工程师学会技术交流简讯2010第三期4/4在金属分支。用而引起的泄漏。探地雷达检测可视化检测地下金属及非金属管线的分布情况。可燃气体浓度检测可精确测试泄漏可燃气体的浓度。适用于输气管线泄漏检测，输油管线泄漏的间接辅助检测。红外测温测试泄漏原油沿程的温度变化间接定位输油管线泄漏点10、我国非开挖技术应用存在的主要问题以非开挖穿越定向钻机为例，目前尚存在着国产钻机使用比例偏低，国产钻机品种单一，能力有限，不成系列，液压化程度较低，适应性差，难于满足工程施工需要等问题。非开挖cipp翻转内衬管道修复法面临着国产化粘胶、衬料及技术不过关，装备不够精良，体积过大，进口材料设备与施工价格过高等问题。cctv检测器，是非开挖管道修复必备的仪器，目前国内工程施工需求量很大，但却面临着进口机价格过高，不完全适用国内管道，国产机功能不全水平低易损坏等问题。与国外相比，国内非开挖技术尚存在施工方法不够丰富，施工工艺缺乏创新，施工效果不够理想与施工队伍施工水平偏低现象较为普遍的问题等等。11、有关建议非开挖技术应用程度体现了一个城市先进文明水平，一个企业的技术含量。各级领导应将非开挖技术应用纳入管线建设、规划、设计和施工实施，从而推进非开挖技术应用。非开挖技术是涉及到设备、材料、工艺多方面领域的综合学科。欧美发达国家政府对非开挖技术研究和应用十分重视，我国也应尽快建立非开挖技术研究单位和培训机构使之持续发展。充分发挥行业协会的作用，组织骨干企业参予，在推广普及成熟技术与研发提高创新技术上下功夫，使我国的非开挖技术在平均应用水平上有所提高，在具有我国特色施工方法开发上有所突破。努力创造条件，提高我国非开挖技术装备与材料的国产化水平，打破我国非开挖市场进口机材一统天下的局面，使我国的非开挖施工逐步走向质优、价廉、机材国产化方向，从而降低工程造价，加快推行非开挖技术进程。行业主管及核心骨干企业有意识地规划并制定非开挖核心技术及关键装备适用性水平提高的时间表，使得在不远将来，使我们的非开挖技术应用水平真正跻身先进国家之列。重视相关技术开发理论研究与相关规程的制定。特别像非开挖技术在燃气管道施工方面的技术开发，理论研究与相关规程标准的制定。下期预告:活动主题:心理学课程—情商与成功活动时间:2010年6月27日(周日)下午14:00~16:00活动地点:上海黄浦区方斜路525弄明华大厦2号楼1105室(地铁八号线陆家浜路站1号口)报名电话:8008200949021-63461160联系信箱：[e-mail]更多相关资讯，欢迎登录学会官方网站查询：www.imeorg.org