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　　“豬”小本領(lǐng)大
 

　　2011年11月，由沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授楊理踐課題組自主研制的，大孔徑輸氣管道內(nèi)檢測設(shè)備在我國輸氣管道干線——西氣東輸二線了敦至煙墩段管道現(xiàn)場測試獲得成功。
 

　　這也是該團(tuán)隊(duì)繼自主研制輸油管道內(nèi)檢測設(shè)備后，又一填補(bǔ)我國高壓力輸氣管道內(nèi)檢測設(shè)備研制空白之作。
 

　　管道是傳輸油氣資源的主要方式，目前我國已投入運(yùn)行的長距離油氣輸送管道近3萬公里，很多輸油氣管線已使用十多年，存在不同程度的腐蝕、磨損和意外損傷。
 

　　2004年11月，延安市寶塔區(qū)南泥灣境內(nèi)的靖—咸輸油管道老化爆裂，造成原油泄漏1000多噸，直接經(jīng)濟(jì)損失400多萬元，周邊數(shù)十畝農(nóng)田被污染。
 

　　2004年7月23日，廣州市開發(fā)區(qū)下元新村一輸油管道老化爆裂，泄漏后又兩次起火爆炸，外流原油8噸;僅隔一日，中國石油管道公司大連輸油分公司位于石房店市土城鄉(xiāng)的輸油管道老化爆裂，事故造成上千噸原油泄漏，附近區(qū)域的地下水安全受到威脅。
 

　　2003年7月，沈陽發(fā)生石油管道泄漏事故，僅搶修費(fèi)用就達(dá)200萬元，泄漏還造成大量能源浪費(fèi)和嚴(yán)重環(huán)境污染。有專家估計(jì)，由此引起的生態(tài)破壞15年內(nèi)不可能恢復(fù)。
 

　　類似的例子不勝枚舉，過去一個時期，國家每年因油氣管道泄漏而造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)億元。輸氣管道泄漏的危害遠(yuǎn)甚于輸油管道，這些隱患如不能及時排除，一旦發(fā)生事故將造成巨大經(jīng)濟(jì)損失并帶來生產(chǎn)安全、環(huán)境污染和能源損失問題。
 

　　管道安全運(yùn)行的首要條件是管道損傷檢測，確定管道的腐蝕、缺陷程度，為管道運(yùn)行、維護(hù)、安全評價提供依據(jù)。但管道檢測也是一個公認(rèn)的難題，國際上通行的方法是采用管道在線檢測設(shè)備（因?yàn)樗诠艿览镄凶邥r哼哼作響，出來時全身是油，俗稱“智能管道豬”）來解決。國際上這方面的研究已有40多年的歷史，但檢測技術(shù)被美、英、德等幾家跨國公司掌握，他們對所有與檢測相關(guān)的東西，包括儀器、相關(guān)技術(shù)內(nèi)容都嚴(yán)格保密。
 

　　管道亦賽場
 

　　“目前國內(nèi)還沒有類似儀器，就是和國際幾家大公司的儀器相比，我們的檢測精度和速度也毫不遜色。”近日，楊理踐對《中國科學(xué)報(bào)》記者說，“該儀器的原理是檢測漏磁，只要管道有損傷，儀器就能檢測出來。”
 

　　長輸油氣管道內(nèi)檢測技術(shù)是無損檢測、數(shù)據(jù)處理、超低頻通訊、機(jī)械、流體力學(xué)、金屬材料、非金屬材料、油氣儲運(yùn)等多學(xué)科交叉融合的技術(shù)，所涉及的各個關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)均被國外公司視為獨(dú)門絕技所壟斷，不進(jìn)行專利申報(bào)和學(xué)術(shù)交流。
 

　　國際管線檢測設(shè)備被美德幾家公司壟斷，1套設(shè)備少則數(shù)百萬美元，多則上千萬美元。
 

　　2001年，在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高精度管道漏磁在線檢測系統(tǒng)研究”的基礎(chǔ)上，楊理踐團(tuán)隊(duì)研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的檢測儀器，該儀器的造價和檢測費(fèi)用均是國際同類產(chǎn)品的1/8，大大平抑了國外公司對我國管道檢測的報(bào)價。
 

　　2000年，四川輸氣公司僅對管線進(jìn)行些實(shí)驗(yàn)性的檢測，就耗資數(shù)十萬美元。2001年，新疆油田油氣儲運(yùn)公司準(zhǔn)備將一段63公里長的輸油管道改為輸氣管道，這條管道已服役10年，且輸氣運(yùn)行壓力大于輸油，各項(xiàng)安全指標(biāo)要求也高于輸油，但如果重鋪新管道，耗資高達(dá)6000萬元。在是否新建管道問題上，該公司技術(shù)專家們分歧較大。此后，新疆三葉管道有限公司運(yùn)用楊理踐團(tuán)隊(duì)研制的管道漏磁在線檢測系統(tǒng)對該線路進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)存在10處重度腐蝕，50處中度腐蝕。在此基礎(chǔ)上，后期管道修復(fù)僅用了300萬元，既節(jié)約了大量資金，又保障了生產(chǎn)安全。
 

　　“（跨國公司）即使對我國出口設(shè)備，也不出讓管道檢測數(shù)據(jù)的分析權(quán)，這意味著我們購買設(shè)備后，還要付每公里1萬美元的費(fèi)用請供貨方來人檢測分析。”楊理踐說，“前幾年有一項(xiàng)工程，國外公司已經(jīng)采取和國內(nèi)一樣的標(biāo)價來競爭，他們想方設(shè)法要擠垮我們，因?yàn)樗麄儾幌Ｍ覀兇嬖凇?rdquo;
 

　　楊理踐團(tuán)隊(duì)在理論分析、仿真計(jì)算、反復(fù)模擬和工程試驗(yàn)基礎(chǔ)上研制的輸油管道在線檢測儀器打破了國際壟斷。從2002年開始，該儀器先后在大慶油田、吉林油田、四川氣田、新疆油田進(jìn)行檢測工程工作，取得了良好效益。2010年對建成30多年的魯寧線管道全線檢測中，檢出1萬多處管道腐蝕缺陷和損傷，間接創(chuàng)造20余億元人民幣的經(jīng)濟(jì)效益。
 

　　在2011年11月楊理踐團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的大孔徑輸氣管道內(nèi)檢測設(shè)備現(xiàn)場測試中，國際著名管道內(nèi)檢測公司美國GE-PII公司和德國ROSEN公司的代表也參與了測試，這表明在輸氣管道內(nèi)檢測設(shè)備研制技術(shù)角力中，我國又一次跑到國際前列。
 

　　安全背后的科學(xué)基金
 

　　“跨國公司對此進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)壟斷，我們只能從零開始，從基礎(chǔ)理論做起，因此在這項(xiàng)研究上，國家自然科學(xué)基金起到了至關(guān)重要的作用。”楊理踐說。
 

　　在國家自然科學(xué)基金的支持下，楊理踐的團(tuán)隊(duì)完全從基本原理出發(fā)，開始從儀器原理到技術(shù)、工程問題的研究。在2000年國家自然科學(xué)基金信息學(xué)部主任基金、2002年國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、2003年國家自然科學(xué)基金儀器專項(xiàng)基金的資助下，楊理踐團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了漏磁機(jī)理研究、傳感器設(shè)計(jì)、檢測速度影響研究，完成了多個型號高精度管道漏磁在線檢測裝置研制。他們進(jìn)行了高清晰度漏磁檢測傳感器的設(shè)計(jì)研究，海量存儲器數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究;建立了管道漏磁檢測裝置的有限元模型，確定了各種因素對漏磁檢測信號的影響;建立了檢測器速度變化效應(yīng)的信號補(bǔ)償?shù)男路椒?建立了缺陷信號處理分析的方法，能對不同的缺陷信號進(jìn)行識別，有力推進(jìn)了我國長管道輸油氣管道檢測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
 

　　為解決長距離、高速管道探傷中的磨損問題，該團(tuán)隊(duì)又進(jìn)行了高速運(yùn)行耐磨技術(shù)，高導(dǎo)磁耐磨材料，弱磁激勵檢測理論的研究。為解決儀器在管道檢測中被卡住和數(shù)據(jù)貯存的問題，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了低限制通過能力的研究，探頭小型化、數(shù)字化，缺陷描述模型，小波特征提取、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別等基礎(chǔ)研究。
 

　　在成果鑒定會上，專家一致認(rèn)為，該研究為我國管道檢測技術(shù)參與國際競爭提供基礎(chǔ)理論與技術(shù)支撐，研制的管道探測儀器主要指標(biāo)方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，使我國擁有了獨(dú)立知識產(chǎn)權(quán)的“智能管道豬”，并成為國際上少數(shù)能進(jìn)行這方面研究、制造和服務(wù)的國家之一。