一种管道故障的远程监测方法

1.本发明涉及管道故障监测技术领域，具体涉及一种管道故障的远程监测方法。


背景技术：

2.众说周知，管道在长时间使用后，焊缝处会出现裂纹甚至断裂的现象，需要对其进行维修。
3.例如，核电站管道属于核电站电力系统的核心组成部分，由于核电站在利用核能发电过程中，产生大量的反射性、腐蚀性物质，随着核电机组运行年限的增加，核电站管道极易出现管壁减薄等现象，若核电站管道的故障没有及时发现并得到处理，进一步会引发核电事故，对电力系统以及生态环境造成极大的危害；
4.在现有技术中，在运行过程中核电站管道出现故障时，核电站管道检修技术需要通过人工现场检查才能确定故障发生的具体原因以及故障类型，才能对核电站管道展开维修，然而，检测过程往往需要耗费数天，这就导致无法对核电站管道故障进行及时处理。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种管道故障的远程监测方法。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
7.一种管道故障的远程监测方法，包括：
8.s101、根据历史维修数据，将工业厂内的管道划分为高维修概率故障区域和低维修概率故障区域；
9.s102、在所述高维修概率故障区域内，获取管道在运行时的管道厚度参数、管道压力参数、管道温度参数和管道流量参数；
10.s103、根据所述管道厚度参数和所述管道压力参数，预测可能发生的管道的泄露类型，其中，所述泄露类型包括孔泄露和管道破裂；
11.s104、根据所述管道压力参数、所述管道温度参数和所述管道流量参数，预测可能发生的管道的堵塞类型，其中，所述堵塞类型包括冻结堵塞和杂质堵塞；
12.s105、当预测出管道可能发生所述孔泄露、所述管道破裂、所述冻结堵塞或所述杂质堵塞时，发出相应的预警信息。
13.可选地，在本发明中，所述s102还包括对所述高维修概率故障区域内的各个管道依次进行位置编号；
14.所述预警信息包括所述泄露类型或所述堵塞类型以及相应的管道编号。
15.可选地，在本发明中，在所述s101之前，还包括：
16.计算各个管道的标准厚度参数、管道正常工作情况下所承受的标准压力参数、管道正常工作情况下的标准流量参数并存储至数据库。
17.可选地，在本发明中，所述s101包括:
18.判断管道是否被维修过；
19.若是，该管道划分在所述高维修概率故障区域内；
20.若否，该管道划分在所述低维修概率故障区域内。
21.可选地，在本发明中，所述s102包括：
22.所述管道上设有套设在管壁外侧的移动环和用于驱动所述移动环进行沿管道轴线运动的驱动装置，所述移动环上设有测厚装置，所述移动环带动所述测厚装置沿所述管道长度方向进行移动，对所述管道各个位置处的厚度进行检测，以获取所述管道厚度参数；
23.压力仪设在所述管道上，对所述管道内的压力进行检测，以获取所述管道压力参数；
24.温度仪设在所述管道上，对所述管道内的温度进行检测，以获取所述管道温度参数；
25.流量仪设在所述管道上，对所述管道内的流量进行检测，以获取所述管道流量参数。
26.可选地，在本发明中，所述s103包括；
27.当管道某一位置测得的管道厚度参数和所述标准厚度参数的差值的绝对值大于第一预设厚度值、在第一预设时间内所述管道压力参数均大于所述标准压力参数时，则预测出该所述管道的泄露类型为所述孔泄露。
28.可选地，在本发明中，所述s103包括：
29.当管道的某一截面上有至少三个测量位置的管道厚度参数和所述标准厚度参数的差值的绝对值大于第一预设厚度值、在第一预设时间内所述管道压力参数均大于所述标准压力参数时，则预测出该所述管道的泄露类型为所述管道破裂。
30.可选地，在本发明中，所述s104包括：
31.当所述管道温度参数小于所述预设温度参数、所述管道压力参数大于所述标准压力参数以及在第二预设时间内所述管道流量参数小于所述标准流量参数的次数达到预设次数时，则预测出该所述管道的堵塞类型为所述冻结堵塞。
32.可选地，在本发明中，所述s104包括：
33.当所述管道温度参数大于所述预设温度参数、所述管道压力参数大于所述标准压力参数以及在第二预设时间内所述管道流量参数小于所述标准流量参数的次数达到预设次数时，则预测出该所述管道的堵塞类型为所述杂质堵塞。
34.可选地，在本发明中，所述管理方法还配置有检修策略，所述检修策略包括所述驱动装置间隔第一时间周期驱动所述测厚装置对管道厚度进行测量，记录并比较所述高维修概率故障区域内的各个管道在第一时间周期内的管道厚度变化参数，当所述管道厚度变化参数大于第一阈值时，发出检修信号。所述检修信号包括第一时间周期、管道厚度变化参数以及管道编号。
35.本发明具有的优点和积极效果是：
36.如此，在本发明中，通过压力仪、温度仪、流量仪和测厚装置可管道进行自动检测，可快速的预测出管道若发生故障的具体原因和故障类型，无需维修人员去现场检测，实现了对故障管道进行及时处理，缩短了维修时间，提高了维修效率。
附图说明
37.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
38.图1是本发明的一种管道故障的远程监测方法的流程图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
41.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
42.一种管道故障的远程监测方法，如图1所示，包括：
43.s101、根据历史维修数据，将工业厂内的管道划分为高维修概率故障区域和低维修概率故障区域；
44.s102、在所述高维修概率故障区域内，获取管道在运行时的管道厚度参数、管道压力参数、管道温度参数和管道流量参数；
45.s103、根据所述管道厚度参数和所述管道压力参数，预测可能发生的管道的泄露类型，其中，所述泄露类型包括孔泄露和管道破裂；
46.s104、根据所述管道压力参数、所述管道温度参数和所述管道流量参数，预测可能发生的管道的堵塞类型，其中，所述堵塞类型包括冻结堵塞和杂质堵塞；
47.s105、当预测出管道可能发生所述孔泄露、所述管道破裂、所述冻结堵塞或所述杂质堵塞时，发出相应的预警信息。
48.如此，在本发明中，通过压力仪、温度仪、流量仪和测厚装置可管道进行自动检测，可快速的预测出管道若发生故障的具体原因和故障类型，无需维修人员去现场检测，实现了对故障管道进行及时处理，缩短了维修时间，提高了维修效率。
49.可选地，在本发明中，所述s102还包括对所述高维修概率故障区域内的各个管道依次进行位置编号；
50.所述预警信息包括所述泄露类型或所述堵塞类型以及相应的管道编号。
51.其中，一个管道对应一个管道编号。
52.如此，当工业厂(例如可以但不限于为核电站)内的某一管道出现故障时，维修人员可以通过管道编号及时的确定出管道的位置，便于及时维修以及更换管道，减少了维修
时长，提高了维修效率。
53.可选地，在本发明中，在所述s101之前，还包括：
54.计算各个管道的标准厚度参数、管道正常工作情况下所承受的标准压力参数、管道正常工作情况下的标准流量参数并存储至数据库。
55.例如，管道的标准厚度参数可以但不限于为150mm；
56.管道的标准压力参数可以但不限于为6.71mpa；
57.管道的标准流量参数可以但不限于为1615kg/s。
58.可选地，在本发明中，所述s101包括:
59.判断管道是否被维修过；
60.若是，该管道划分在所述高维修概率故障区域内；
61.若否，该管道划分在所述低维修概率故障区域内。
62.需要说明的是，由于工业厂(例如可以但不限于为核电站)整体占地面积较大，因此，根据历史维修数据，将管道可以划分为两个区域，分别为高维修概率故障区域和低维修概率故障区域，在本发明中，重点关注高维修概率故障区域。
63.其中，高维修概率故障区域的检查维修周期小于低维修概率故障区域内的检查维修周期。
64.例如，对于高维修概率故障区域而言，每间隔一个月，需要对该区域内的各个管道进行检测；
65.而对于低维修概率故障区域而言，可以每间隔三个月，对该区域内的各个管道进行检测。
66.并且，在低维修概率故障区域内的管道出现故障且被维修后，该管道自动划分至高维修概率故障区域内。
67.可选地，在本发明中，所述s102包括：
68.所述管道上设有套设在管壁外侧的移动环和用于驱动所述移动环进行沿管道轴线运动的驱动装置，所述移动环上设有测厚装置，所述移动环带动所述测厚装置沿所述管道长度方向进行移动，对所述管道各个位置处的厚度进行检测，以获取所述管道厚度参数；
69.压力仪设在所述管道上，对所述管道内的压力进行检测，以获取所述管道压力参数；
70.温度仪设在所述管道上，对所述管道内的温度进行检测，以获取所述管道温度参数；
71.流量仪设在所述管道上，对所述管道内的流量进行检测，以获取所述管道流量参数。
72.说明一点，测厚装置可以包括若干个测厚仪，测厚仪均设在移动环上，因此，当驱动装置驱动移动环沿管道轴线运动移动时，移动环上的各个测厚仪可以对管道上各个位置的厚度进行检测，从而确定出管道厚度参数。
73.如此，通过设置测厚装置、压力仪、温度仪和流量仪，可实现测量出管道在运行时的管道厚度参数、管道压力参数、管道温度参数和管道流量参数，根据如上参数，有利于后续预测管道的泄露类型和堵塞类型。
74.可选地，在本发明中，所述s103包括；
75.当管道某一位置测得的管道厚度参数和所述标准厚度参数的差值的绝对值大于第一预设厚度值、在第一预设时间内所述管道压力参数均大于所述标准压力参数时，则预测出该所述管道的泄露类型为所述孔泄露。
76.如此，当管道发生孔泄露时，维修人员可以对管道进行修补，即可使管道恢复原状，因此，缩小了维修范围，避免不必要的拆卸和更换，降低人工检测强度，若对管道进行整体更换，不仅维修周期长，还增加了成本。
77.例如1：
78.以标准厚度参数为150mm、第一预设厚度值50mm、第一预设时间为2秒和标准压力参数为6.71mpa为例。
79.由于测厚装置是实时检测的，因此，测量出的管道厚度参数可能存在若干个。其中，测厚装置检测到的管道厚度参数为60mm、145mm；
80.通过压力仪，检测到的管道压力参数为7mpa。
81.根据上述数据可知：管道厚度参数60mm和标准厚度参数150mm的差值的绝对值为90，大于第一预设厚度值50，并且，在第一预设时间2秒内，管道压力参数均大于标准压力参数6.71mpa，满足孔泄露的上述条件，因此，预测出管道的泄露类型为孔泄露；
82.管道厚度参数145mm和标准厚度参数150mm的差值的绝对值为5，小于第一预设厚度值50，并且，在第一预设时间2秒内，管道压力参数均大于标准压力参数6.71mpa，不满足孔泄露的第一个条件，因此，无法预测出管道的泄露类型，但发出预警信息，预警信息包括当前的管道压力参数、管道厚度参数和管道编号，以提示维修人员进行检查、维修。
83.可选地，在本发明中，所述s103包括：
84.当管道的某一截面上有至少三个测量位置的管道厚度参数和所述标准厚度参数的差值的绝对值大于第一预设厚度值、在第一预设时间内所述管道压力参数均大于所述标准压力参数时，则预测出该所述管道的泄露类型为所述管道破裂。
85.如此，当管道发生破裂时，也就是说，大面积破损时，维修人员需要对该管道进行更换，避免修补管道造成浪费时间的问题，以使管道及时恢复正常。
86.例如2：
87.以标准厚度参数为150mm、第一预设厚度值50mm、第一预设时间为2秒和标准压力参数为6.71mpa为例。
88.若测厚装置检测到管道的某一截面上三个测量位置的管道厚度参数为65mm、50mm、45mm；
89.通过压力仪，检测到的管道压力参数有7.5mpa。
90.根据上述数据可知：管道厚度参数65mm和标准厚度参数150mm的差值的绝对值为85，大于第一预设厚度值50；管道厚度参数50mm和标准厚度参数150mm的差值的绝对值为100，大于第一预设厚度值50；管道厚度参数45mm和标准厚度参数150mm的差值的绝对值为105，大于第一预设厚度值50；并且，在第一预设时间内2秒，管道压力参数均大于标准压力参数时，因此，满足孔泄露的第二个条件，因此，预测出管道暂时处于正常运行；
91.管道厚度参数60mm和标准厚度参数150mm的差值的绝对值为90，大于第一预设厚度值50；在第二预设时间5秒内，测厚装置所测量出的管道厚度参数均为60mm，小于第二预设厚度值80mm；且管道压力参数7.5mpa大于标准压力参数6.71mpa；均满足管道破裂的条
件，因此，预测出管道的泄露类型为管道破裂。
92.可选地，在本发明中，所述s104包括：
93.当所述管道温度参数小于所述预设温度参数、所述管道压力参数大于所述标准压力参数以及在第二预设时间内所述管道流量参数小于所述标准流量参数的次数达到预设次数时，则预测出该所述管道的堵塞类型为所述冻结堵塞。
94.如此，当管道冻结堵塞时，可以通过外部加热的方式，使管道融化即可，因此，极大地节约了维修费用。
95.例如3：
96.以预设温度为-1摄氏度、标准压力参数为6.71mpa、标准流量参数为1615kg/s、第二预设时间为24h和预设次数为5次为例。
97.通过流量仪，检测到的管道流量参数为1500kg/s；
98.通过温度仪，检测到的管道温度参数为-15摄氏度；
99.通过压力仪，检测到的管道压力参数为7.5mpa。
100.根据上述数据计算可知：管道温度参数-15摄氏度小于预设温度参数-1摄氏度；管道压力参数7.5mpa大于标准压力参数6.71mpa；且在第二预设时间24h内，管道流量参数1500kg/s小于标准流量参数1615kg/s的次数达到预设次数5次；均满足冻结堵塞的三个条件，因此，预测出管道的堵塞类型为冻结堵塞。
101.可选地，在本发明中，所述s104包括：
102.当所述管道温度参数大于所述预设温度参数、所述管道压力参数大于所述标准压力参数以及在第二预设时间内所述管道流量参数小于所述标准流量参数的次数达到预设次数时，则预测出该所述管道的堵塞类型为所述杂质堵塞。
103.如此，当管道杂质堵塞时，需要拆卸管道，清理管道内的杂质。
104.例如4：
105.以预设温度为-1摄氏度、标准压力参数为6.71mpa、标准流量参数为1615kg/s、第二预设时间为24h和预设次数为5次为例。
106.通过流量仪，检测到的管道流量参数为1500kg/s；
107.通过温度仪，检测到的管道温度参数为15摄氏度；
108.通过压力仪，检测到的管道压力参数为7.5mpa。
109.根据上述数据可知：管道温度参数15摄氏度，大于预设温度参数-1摄氏度；管道压力参数7.5mpa大于标准压力参数6.71mpa；且在第二预设时间24h内，管道流量参数1500kg/s小于标准流量参数1615kg/s的次数达到预设次数5次；均满足冻结堵塞的三个条件，因此，预测出管道的堵塞类型为杂质堵塞。
110.可选地，在本发明中，所述管理方法还配置有检修策略，所述检修策略包括所述驱动装置间隔第一时间周期驱动所述测厚装置对管道厚度进行测量，记录并比较所述高维修概率故障区域内的各个管道在第一时间周期内的管道厚度变化参数，当所述管道厚度变化参数大于第一阈值时，发出检修信号。所述检修信号包括第一时间周期、管道厚度变化参数以及管道编号。
111.如此，在本发明中，可以主动的对管道的情况进行定期检测，从而避免了因定期检测而造成的漏检的情况，并且，当管道厚度变化较大时，发生检修信号，已提示维修人员对
该处管道进行检查、维修。
112.本发明的工作原理如下：
113.对各个管道的标准厚度参数、管道正常工作情况下所承受的标准压力参数、管道正常工作情况下的标准流量参数进行存储；判断管道是否被维修过；若是，该管道划分在高维修概率故障区域内；若否，该管道划分在低维修概率故障区域内；在高维修概率故障区域内，获取管道在运行时的管道厚度参数、管道压力参数、管道温度参数和管道流量参数，具体可通过相应设备进行检测，在此并不做重复说明；根据管道厚度参数和管道压力参数，预测管道的泄露类型，根据管道压力参数、管道温度参数和管道流量参数，预测管道的堵塞类型，具体参见上述例如1至4；当预测出管道可能发生孔泄露、管道破裂、冻结堵塞和杂质堵塞其中一种情况时，发出相应的预警信息；提示维修人员进行维修，具体地，根据管道不同的故障类型，采取不同的解决方法。
114.如此，在本发明中，通过压力仪、温度仪、流量仪和测厚装置可管道进行自动检测，可快速的预测出管道若发生故障的具体原因和故障类型，无需维修人员去现场检测，实现了对故障管道进行及时处理，缩短了维修时间，提高了维修效率。
115.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。