[发明专利]石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油天然气管道泄漏检测方法，特别是涉及一种石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法。

背景技术

石油天然气焊管在管—管焊接加工及热处理过程中，由于非平衡状态下的热循环的作用，焊接接头会存在较大的残余应力及组织性能的明显变化，使其成为石油天然气管道的薄弱环节。因此对管道焊缝区域进行实时监测，可及时发现石油天然气的泄漏，避免发生重大事故。

公知的基于磁通、涡流、摄像等投球技术的管内检测法，不能实现在线实时检测；基于管线压力、温度、流量、声音以及震动等物理参数发生变化的外部检测法，投资费用很高且在工程应用中难以实现。

发明内容

为了克服现有石油天然气管道泄漏检测方法实时性差的不足，本发明提供一种石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法。该方法基于电容式传感器原理，由不锈钢包层环绕石油天然气管道构成同芯柱型电容器，采用适合于精密电容测量的有源电桥电路，可以实现焊缝区域微小泄漏的实时检测；采用低功耗、低成本的文氏振荡电路产生测量电桥的激励载波信号，可以实现焊缝区域泄漏的低成本实时检测；采用就近测量和预警指示方法，可以有效消除和减小寄生电容的影响；采用超薄不锈钢作为包层材料，还可以提高接头焊缝及附近区域的防腐保护效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法，其特点是采用以下步骤：

在经过防腐处理的石油天然气管道4焊接接头的外壁涂刷绝缘漆，根据管道焊缝2的余高，在石油天然气管道4外壁管道焊缝2两侧对称位置缠绕密封层3，然后将不锈钢包层1环绕石油天然气管道4后紧贴在密封层3上，再采用电容储能点焊工艺完成不锈钢包层1的封口连接，石油天然气管道4的外壁与不锈钢包层1的内壁构成同芯柱型电容器Cx。

采用文氏振荡电路提供测量电桥的激励载波信号；电阻R1、电阻R2及运算放大器N组成放大倍数可调的反相放大器，与电容器Cx串联作为测量电桥的一个桥臂；电容器C1作为测量电桥的另一个桥臂。两桥臂分别连接到由文氏振荡电路产生的稳频稳幅的信号源上，文氏振荡电路产生的正弦波信号通过一级二阶低通滤波电路，滤除信号的高频分量，保留有用的直流分量。调整运算放大器N的放大倍数，使测量电桥平衡，电阻R3上无电压降，报警显示电路显示管道正常。

当石油天然气管道4的不锈钢包层1覆盖区域有轻微泄漏，不锈钢包层1与石油天然气管道4外壁之间的空间压力就会急速升高，从而使不锈钢包层1产生明显变形，甚至破裂，同时还会改变电容器Cx内介质的介电常数，使电容器Cx发生变化。电容器Cx的变化使测量电桥失去平衡，电阻R3上产生电压降，经随后的检波、放大和光电隔离电路处理后，光电隔离电路的初级发光二极管有足够的光电流流过，光电隔离电路的次级光敏三极管此时饱和导通，报警显示电路给出管道泄漏指示。

所述密封层3采用聚四氟乙烯双面胶带。

所述不锈钢包层1的密封焊缝采用电容储能点焊工艺。

在石油天然气管道4的焊缝泄漏检测区域就近放置检测及报警显示电路。

所述文氏振荡电路、低通滤波电路、测量电桥和检波、放大及光电隔离电路采用铝盒屏蔽。

所述不锈钢包层1的厚度是0.1～0.5mm。

本发明的有益效果是：该方法基于电容式传感器原理，由不锈钢包层环绕石油天然气管道构成同芯柱型电容器，采用适合于精密电容测量的有源电桥电路，实现了焊缝区域微小泄漏的实时检测；采用低功耗、低成本的文氏振荡电路产生测量电桥的激励载波信号，实现了焊缝区域泄漏的低成本实时检测；采用就近测量和预警指示方法，有效消除和减小了寄生电容的影响；采用超薄不锈钢作为包层材料，还提高了接头焊缝及附近区域的防腐保护效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

图1是本发明石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法用装置示意图。

图2是本发明石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法用电路框图。

图中，1-不锈钢包层，2-管道焊缝，3-密封层，4-石油天然气管道。

具体实施方式

以下实施例参照图1-2。

本发明石油天然气管道焊缝泄漏在线检测方法具体步骤如下：