一种埋地铁磁管道本体修复找缺陷点的方法与流程

本发明涉及地下工程领域，具体的涉及一种埋地铁磁管道本体修复找缺陷点的方法。

背景技术：

目前，利用非接触式磁记忆检测手段，在以管线十二点钟方向的轴线上建立正交坐标，通过逐级扫描被检测目标的磁场和使用计算机后续处理接收到的信号，来对缺陷点进行定位以及后续的验证修复；但由于现场复杂地理环境、缺陷点距离定位原点距离过远、逐级扫描速度不均匀等因素，导致磁信号异常点不能在现场进行准确地定位，进而影响工作周期以及大幅提升开挖验证修复的成本。

由于管道本体上磁信号异常点一定位于两个具有编号的环焊缝之间，亦或位于具有确定编号的环焊缝之上；若是能准确定位缺陷点所在的上游与下游环焊缝位置信息以及环焊缝编号，便可依据环焊缝位置对缺陷点进行定位，大大提升缺陷点定位的准确性，缩短工作周期以及降低开挖验证修复的成本。

利用金属磁记忆检测技术可以准确定位埋地铁磁管道环焊缝的信息；利用技术磁记忆检测设备在地磁场环境中记录埋地铁管道路由方向的磁场信息，基于铁磁性基本理论，由于环焊缝造成的金属结构的不连续性导致应力集中，进而导致区域周边磁场发生变化，通过磁记忆检测手段，可以对铁磁管道周围磁场进行探测与计量，通过计算分析出环焊缝的位置信息。

对埋地铁磁管道上缺陷点所在管段上下游至少三段管段、四条环焊缝进行定位之后，依据环焊缝之间的距离确定管段的长度，结合管道建设资料进行对比，确定每个环焊缝的编号。依据环焊缝的编号及基础位置信息，分别测量缺陷点距离最近上下游环焊缝的距离，并以此作为修复点的地理坐标。

金属磁记忆检测技术利用铁磁构件的磁记忆特性，可以有效并准确的探测被测对象的漏磁特性，并以此来反映以应力集中为特征的危险部件或危险部位。在正交坐标上，通过逐级扫描被检测目标的磁场和使用计算机后续处理接收到的信号，以达到诊断铁磁性物体技术状况的目的。金属磁记忆技术可以用于：管道在建时期，竣工验收，定期技术检测，缺陷发展监控，标准服务年限过后，计划修复工作，以及完成工业危险项目的工业安全检验时，评估管道线性部分的应力变形状况(包括使用探伤仪检测不适合在线检测的管道)。

对埋地管道进行金属磁记忆技术测试时，定位方式其一有利用速度与检测时间进行计算得出单次行进距离，并以起始位置为坐标原点建立距离-磁信号波动图，以此对金属管道缺陷进行定位；其二是选取定位桩或者界碑等明显标志物为起始位置，沿管线12点钟方向进行测试，在此过程中使用gps进行测试过程的经纬度和高程信息进行收集得出行进过程的距离，通过测量起始位置与信号异常点之间的距离进行定位。若金属磁记忆检测分析的异常点与测试起始点距离较远、或地形高低落差较大的情况，则会对异常点的现场定位造成较大的困扰以及误差等级偏差。因此需要一种更为精确的埋地铁磁管道验证修复的找点方法，从而对相对应的里程进行异常区域段定位回找，以方便后续进行开挖验证修复。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种埋地铁磁管道本体修复找缺陷点的方法，旨在对相对应的里程进行异常区域段的定位回找，本发明充分利用准确的铁磁性管道环焊缝位置信息，在铁磁性管道上将缺陷位置与上游与下游环焊缝坐标关联，进而精确地得出缺陷沿管道的位置信息，方便现场进行缺陷验证修复的回找。

本发明采用下述的技术方案：

一种埋地铁磁管道本体修复找缺陷点的方法，包括以下步骤：

s1、对目标管段的路由及埋深进行检测，并获取检测数据；

s2、收集目标管段的磁信号数据；

s3、对上述步骤中的数据进行处理分析，对磁信号异常点及环焊缝的位置进行判断，并计算磁信号异常点分别距最近的上下游环焊缝之间的距离；

s4、管段验证：将收集到的管段数据与该区域管道建设数据进行对比分析，依据每相邻环焊缝之间的距离判断管段长度并以此来确定环焊缝编号，并在管道建设数据中查找环焊缝的基础特征信息；

s5、制定管段本体验证修复的开挖单：精确描述验证修复点的地理坐标，标识出检测里程，基础特征，上下游定位点距离，各环焊缝位置以及缺陷点距离上下游环焊缝距离。

优选的，所述步骤s1中采用地下管线探测仪对目标管段进行检测。

优选的，所述步骤s1中，检测数据还包括对沿管段检测方向路径的地面建筑以及特征标识物的标注，且每个标识点与实际坐标之间的误差低于1.5m。

优选的，所述步骤s2中，使用非接触式金属磁记忆监测装置在埋地铁磁管段路由方向正上方进行逐级扫描，收集目标管段的金属磁信号。

优选的，利用超声波探伤仪扫描仪以及厚度计量器对管段进行附加检验，验证铁磁性管段的异常等级。

本发明的有益效果是：

1、本发明所采用的埋地铁磁管道验证修复的找点方法，克服了现有的定位桩为起始定位方法的种种弊端，如盲目开挖，由复杂地理环境干扰叠加对磁信号异常位置回找所产生的误差，最后导致定位失败；

2、本发明采用的缺陷关联环焊缝易于将磁信号异常信息整理进环焊缝数据库，使得整条运输管道信息明确，再通过回挖验证之后易于对磁信号异常信息归档；

3、本发明采用的铁磁管道验证修复的找点方法充分利用管道管段长度及环焊缝坐标信息，大大提高了回找的准确率，开挖回找的费用也大大降低，操作风险低，易于现场实施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为本发明埋地铁磁管道开挖单示意图；

图2为本发明磁信号在x、y方向上的表现及叠加效果示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

一种埋地铁磁管道本体修复找缺陷点的方法，包括如下步骤：

s1、采用地下管线探测仪(rd8000)对目标管段的路由及埋深进行检测，并获取检测数据；

地下管线探测仪的工作原理是采用电磁法探测地下管线，通过发射机对金属管线或管道内介质施加电信号，在金属管线中生成管线电流并在管线周围产生二级磁场；通过接收机在地面测定管线的二次磁场，从而准确地确定管线的路径和埋深。在探测管道路径过程中，将信号发射器的正极与埋地铁磁管道阴极保护桩相连，经由阴极保护桩将电信号加载到铁磁管道上，信号发射器负极接地，使得电信号发射端、金属管道、地面之间形成一个闭合的回路，使用信号接收分析装置对管线所产生的磁场进行探测；连接好信号发射端之后，开启接收机电源，选择适当的频率及显示增益，选择波谷模式探测管道具体埋地位置以及路由方向，在确定管道位置与路由方向之后，选择波峰模式确定管道埋深，并对对已探明的管道路由方向进行标记，对已检测管段进行记录。检测数据还包括对沿管段检测方向路径的地面建筑以及特征标识物的标注，且每个标识点与实际坐标之间的误差低于1.5m。

s2、使用非接触式金属磁记忆监测装置在埋地铁磁管段路由方向正上方进行逐级扫描，收集目标管段的金属磁信号(包括管段和环焊缝的磁信号)。

由于铁磁材料的磁弹性作用，使得地磁场中的铁磁材料制成的管道周围存在一个可以检测并计量的磁场分布，依据villari效应，管道上存在冶金或机械的缺陷会引起该区域内管体应力的变化，进而导致区域周边磁场发生变化，通过磁记忆检测手段，可以对铁磁管道周围磁场进行探测与计量，在已探明的管道路由方向之上，使用非接触式金属磁记忆检测仪对管道进行逐级扫描，收集埋地铁磁管道的磁信号。在标定好的管道轴线正上方低速匀速移动，非接触式金属磁记忆监测装置自动感应管道轴线正上方磁场值。

管段和环焊缝磁信号差异，由铁磁学理论可知，处于地磁环境中的铁制构件受工作载荷的作用，其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向的和不可逆的重新取向，并在应力与变形集中区形成最大的漏磁场hp的变化。即磁场的切向分量hp(x)具有最大值，而法向分量hp(y)改变符号且具有零值点，将二者按不同方向进行叠加，其空间磁场表征为叠加后的图像在应力集中区域有切向分量具有最大值。如图2所示，且这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留。由于管道加工及运行等，管段和环焊缝所受应力不同，其表现出现的磁信号也不同，通过采集管段和环焊缝上方的磁信号，从而确定环焊缝的位置。

s3、对上述步骤中的数据进行处理分析，对磁信号异常点及环焊缝的位置进行判断，并计算磁信号异常点分别距最近的上下游环焊缝之间的距离；

s4、管段验证：将收集的管段数据与该区域管道建设数据进行对比分析，依据每相邻环焊缝之间的距离判断管段长度并以此来确定环焊缝编号，并在管道建设数据中查找环焊缝的基础特征信息；

在对已完成金属磁记忆检测的管段作数据分析处理之后，由每个环焊缝的位置及其对应的地理坐标，对比分析确定每个焊缝的编号。所要修复的缺陷点位于某两个相邻的环焊缝之间，这样将缺陷点位置坐标与具有明确编号和地理坐标的环焊缝进行关联。在对管道缺陷位置进行确定之后，进一步确定管道缺陷上下游环焊缝的位置信息，计算每个管段的长度得出管段缺陷点在处理结果图像上相对于上下游环焊缝之间的距离，如图1所示，设缺陷点上游环焊缝编号为n、缺陷下游环焊缝编号为(n+1)，分别测量缺陷至n号环焊缝的距离与缺陷至(n+1)号环焊缝的距离；根据已确定的(n-1)、n、(n+1)、(n+2)等至少四个环焊缝的位置对其相邻之间的距离进行测量，将已得到的不少于三段管道长度与已有的管道数据库进行对比查找，若四个相邻环焊缝之间的距离分别是7.5m，5.0m，1.8m，则可依据管道建设时环焊缝数据库，对比缺陷区域所有连续管段长度进而得出这四个环焊缝编号依次是1460，1470，1480，1490。

s5、制定管段本体验证修复的开挖单：制定磁信号异常现场检测开挖说明，标注缺陷基础特征、上游定位点、下游定位点、管段上缺陷位置、上游环焊缝编号、下游环焊缝编号、管道埋深等信息。

s6、利用超声波探伤仪扫描仪以及厚度计量器对管段进行附加检验，验证铁磁性管段的异常等级。

为了避免使用磁力检测过程中受到影响，提高无接触式磁力检测的准确度，因此需要控制管道的轴线上方两旁1米的范围内无灌木，由于地理环境等诸多因素的影响，在检测过程以及后期缺陷的回找需要控制允许的偏差规定值之内。

采用上述的埋地铁磁性管道验证修复的找点方法，需要在步骤s5中标记磁异常的管道部分位置坐标的同时，标记管道十二点钟路径方向的地面特殊情况，如地面建筑，水泊或河流，为后续的开挖验证做准备工作，避免实际开挖过程由于地面特殊情况而无法进行工程实施，需严格控制标注点与实际坐标之间的误差不大于±1.5m，避免开挖验证修复时不能找到正确的磁信号异常点，保证异常点开挖回找的准确性。

采用上述方法后，相对铁磁管道的验证修复找点，本发明是基于已建立的管道数据库进行缺陷定位，将缺陷位置与更易于检出的环焊缝位置进行关联，其测量长度数量级在1个平均管段长度以内，通常在10m的数量级，对于地理环境复杂的管道，可明显缩小必须测定的区域长度，对于现场铁磁管道验证修复的开挖回找具有较高的精度保障。

找点方法的相互验证：使用传统找点方法与此种埋地铁磁管道本体修复找缺陷点的方法进行对比验证。在使用金属磁记忆检测设备进行检测之前，对检测原点进行标记记录，并对检测路径上的明显标识物进行记录，比如界碑、阴保桩、定位盒等。在检测结束之后进行数据分析，确定缺陷点相对检测原点或者明显标识物的距离，以便进行缺陷点的回找。采用本发明的埋地铁磁管道本体修复验证找缺陷的方法能与原始找缺陷点方法保持较好的一致性，并能显著提高对缺陷点定位的准确性，此方法操作方便，且大大提高找点精度，缩短施工周期，降低施工费用。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。