國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“基于頻域可變的高端電磁檢測儀器開發(fā)及工程應(yīng)用”進展跟蹤

俞 躍

（中國特種設(shè)備檢測研究院 北京 100029）

國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“基于頻域可變的高端電磁檢測儀器開發(fā)及工程應(yīng)用”進展跟蹤

俞 躍

（中國特種設(shè)備檢測研究院 北京 100029）

本文以國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“基于頻域可變的高端電磁檢測儀器開發(fā)及工程應(yīng)用”項目任務(wù)書和階段總結(jié)為基礎(chǔ)，從科技管理的角度，概況性歸納了項目的整體情況和進展?fàn)顩r。

國家儀器專項 高端電磁檢測 儀器開發(fā) 工程應(yīng)用 進展跟蹤

國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項“基于頻域可變的高端電磁檢測儀器開發(fā)及工程應(yīng)用”（編號：2012YQ090175）由中特檢科技發(fā)展（北京）有限公司負(fù)責(zé)，項目經(jīng)費共計7018萬元（其中：國家撥款2930萬元，單位自籌4088萬元），項目起止時間為2012年10月～2016年12月。

1 主要研究內(nèi)容

針對大型石化裝置長周期運行在線安全檢測的迫切需求，以頻域可變局部磁化技術(shù)為基礎(chǔ)，利用導(dǎo)波、漏磁和電磁超聲可進行非接觸檢測的優(yōu)勢，研制開發(fā)大型鋼結(jié)構(gòu)腐蝕自動爬行快速檢測儀；針對我國油氣儲運設(shè)備急需解決的安全技術(shù)難題，進一步應(yīng)用開發(fā)大型常壓儲罐底板腐蝕在油檢測儀和油氣輸送管道金屬損失多功能內(nèi)檢測儀等高端無損檢測儀器，打破國外儀器壟斷，填補國內(nèi)空白，為我國重要能源生命線工程長周期安全運行提供技術(shù)保障；通過對開發(fā)的儀器進行工程化和對每臺開發(fā)的設(shè)備制造2臺商品化儀器的產(chǎn)業(yè)化，形成年產(chǎn)50臺高端電磁無損檢測儀器的生產(chǎn)基地，同時形成一支產(chǎn)、學(xué)、研、用相結(jié)合50人以上規(guī)模的先進電磁無損檢測儀器研發(fā)創(chuàng)新團隊。

2 任務(wù)分工

本項目由5項任務(wù)組成：

序號 任務(wù)名稱 承擔(dān)單位1 頻域可變電磁檢測儀開發(fā) 中特檢科技發(fā)展（北京）有限公司2 頻域可變局部磁化檢測的關(guān)鍵技術(shù)和算法研究及部件研制 華中科技大學(xué)3 大型常壓儲罐底板腐蝕在油檢測應(yīng)用開發(fā) 中國特種設(shè)備檢測研究院4 油氣輸送管道金屬損失多功能內(nèi)檢測應(yīng)用開發(fā) 中特檢科技發(fā)展（北京）有限公司5 頻域可變高端電磁檢測儀器制造產(chǎn)業(yè)化示范 中特檢科技發(fā)展（北京）有限公司

3 主要考核指標(biāo)（詳細(xì)指標(biāo)略）：

1）制作完成頻域可變電磁檢測儀、復(fù)合探頭。

2）開發(fā)完成大型常壓儲罐底板腐蝕在油檢測和油氣輸送管道金屬損失多功能內(nèi)檢測成套技術(shù)開發(fā)，包括檢測儀的功能提升，檢測工藝開發(fā)和評價方法。

3）年產(chǎn)40臺頻域可變電磁檢測儀、5套大型常壓儲罐底板腐蝕在油檢測系統(tǒng)和5套油氣輸送管道金屬損失多功能內(nèi)檢測系統(tǒng)。

4 進展?fàn)顩r

1）在頻域可變電磁檢測儀開發(fā)方面（考核指標(biāo)1），完成了高頻大功率集線器和中頻雙工器設(shè)計和制作，低頻多路開關(guān)硬件定制和基于FPGA的數(shù)據(jù)采集控制電路制作，搭建了軟件信息流平臺，重點設(shè)計和編寫數(shù)據(jù)采集、儲存和顯示模塊，對整個檢測軟件的功能進行調(diào)試和優(yōu)化。根據(jù)大管徑厚壁管道和平板漏磁檢測要求，通過大量的系統(tǒng)測試、現(xiàn)場檢測試驗以及優(yōu)化設(shè)計。研制完成了漏磁無線自動爬行檢測系統(tǒng)。

圖1 單模塊直線爬行漏磁檢測儀樣機

圖2 多模塊自動爬行漏磁檢測儀樣機

圖3 螺旋爬行漏磁檢測儀樣機

2）為滿足頻域可變漏磁探頭對曲面變化的適應(yīng)性，在頻域可變局部磁化檢測的關(guān)鍵技術(shù)和算法研究及部件研制方面（考核指標(biāo)1），通過對漏磁探頭對曲面變化的適應(yīng)性的研究，設(shè)計了頻域可變管道可重構(gòu)漏磁傳感器，滿足大管徑厚壁管道的漏磁檢測要求。根據(jù)實際的工況，對復(fù)合探頭中漏磁、超聲導(dǎo)波、電磁超聲傳感器進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提出基于SVD算法信號處理方法和基于去斜率法的信號處理方法，提高缺陷識別度，保證測量精度。

圖4 基于頻域局部磁化的仿真分析及試驗臺

3）在大型常壓儲罐底板腐蝕在油檢測應(yīng)用開發(fā)方面（考核指標(biāo)2），重點研究了在油檢測爬行器機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與制作、爬行器聲波定位和信號傳輸系統(tǒng)研制、在油檢測儀密封與防爆設(shè)計、初步完成信號處理分析軟件編制等內(nèi)容。

圖5 在油漏磁檢測爬行器樣機

4）在油氣輸送管道金屬損失多功能內(nèi)檢測應(yīng)用開發(fā)方面（考核指標(biāo)2），通過對油氣管道內(nèi)檢測的工程分析，設(shè)計完成了油氣管道內(nèi)檢測儀周向檢測探頭機械及其支撐機構(gòu)、驅(qū)動結(jié)構(gòu)、里程定位結(jié)構(gòu)及多路數(shù)據(jù)采集、緩沖和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。完成油氣管道金屬損失多功能內(nèi)檢測器關(guān)鍵部分磁路結(jié)構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)管道漏磁檢測器裝置自身對數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的要求，并結(jié)合了管道漏磁檢測數(shù)據(jù)的特點，完成了管道漏磁檢測器數(shù)據(jù)緩沖壓縮存儲系統(tǒng)的研制，并通過實驗對其性能做了測試。

圖6 φ273油氣管道漏磁內(nèi)檢測儀樣機

圖7 φ377油氣管道漏磁內(nèi)檢測儀樣機

圖8 φ660油氣管道漏磁內(nèi)檢測儀樣機

5）在工程應(yīng)用方面（考核指標(biāo)3），用研發(fā)的φ529管道豬對300多公里的管道進行了檢測應(yīng)用，檢出金屬損失點6700多處。

Progress Tracking of a National Key Foundation for Exploring Scientifc Instrument Program “the Development and Application of High-end Electromagnetic Testing Instrument Based on Frequency Domain Variable”

Yu Yue
(China Special Equipment Inspection and Research Institute, Beijing 100029)

According to the project contract and phase summarize of the National Key Foundation for Exploring Scientific Instrument Program “the development and application of high-end electromagnetic testing instrument based on frequency domain variable”, this paper concludes the overall situation and the progress of this project generally from the perspective of R&D management.

National Key Foundation for Exploring Scientific Instrument Program, High-end Electromagnetic Testing, Instrument Development, Engineering Application, Progress Tracking

圖9 φ529管道豬

X923

B

1673-257X(2015)06-19-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.06.005

俞躍（1988 ～ )，男，碩士，從事特種設(shè)備科研管理、無損檢測工作。

2014-09-09）