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　　“豬”小本領大
 

　　2011年11月，由沈陽工業(yè)大學信息科學與工程學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。
 

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

　　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，僅搶修費用就達200萬元，泄漏還造成大量能源浪費和嚴重環(huán)境污染。有專家估計，由此引起的生態(tài)破壞15年內(nèi)不可能恢復。
 

　　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)濟損失達億元。輸氣管道泄漏的危害遠甚于輸油管道，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，為管道運行、維護、安全評價提供依據(jù)。但管道檢測也是一個公認的難題，國際上通行的方法是采用管道在線檢測設備（因為它在管道里行走時哼哼作響，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，但檢測技術被美、英、德等幾家跨國公司掌握，他們對所有與檢測相關的東西，包括儀器、相關技術內(nèi)容都嚴格保密。
 

　　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《中國科學報》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)檢測技術是無損檢測、數(shù)據(jù)處理、超低頻通訊、機械、流體力學、金屬材料、非金屬材料、油氣儲運等多學科交叉融合的技術，所涉及的各個關鍵技術環(huán)節(jié)均被國外公司視為獨門絕技所壟斷，不進行專利申報和學術交流。
 

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

　　2001年，在國家自然科學基金項目“高精度管道漏磁在線檢測系統(tǒng)研究”的基礎上，楊理踐團隊研制出擁有自主知識產(chǎn)權的檢測儀器，該儀器的造價和檢測費用均是國際同類產(chǎn)品的1/8，大大平抑了國外公司對我國管道檢測的報價。
 

　　2000年，四川輸氣公司僅對管線進行些實驗性的檢測，就耗資數(shù)十萬美元。2001年，新疆油田油氣儲運公司準備將一段63公里長的輸油管道改為輸氣管道，這條管道已服役10年，且輸氣運行壓力大于輸油，各項安全指標要求也高于輸油，但如果重鋪新管道，耗資高達6000萬元。在是否新建管道問題上，該公司技術專家們分歧較大。此后，新疆三葉管道有限公司運用楊理踐團隊研制的管道漏磁在線檢測系統(tǒng)對該線路進行檢測，發(fā)現(xiàn)存在10處重度腐蝕，50處中度腐蝕。在此基礎上，后期管道修復僅用了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）即使對我國出口設備，也不出讓管道檢測數(shù)據(jù)的分析權，這意味著我們購買設備后，還要付每公里1萬美元的費用請供貨方來人檢測分析。”楊理踐說，“前幾年有一項工程，國外公司已經(jīng)采取和國內(nèi)一樣的標價來競爭，他們想方設法要擠垮我們，因為他們不希望我們存在。”
 

　　楊理踐團隊在理論分析、仿真計算、反復模擬和工程試驗基礎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)濟效益。
 

　　在2011年11月楊理踐團隊進行的大孔徑輸氣管道內(nèi)檢測設備現(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)檢測設備研制技術角力中，我國又一次跑到國際前列。
 

　　安全背后的科學基金
 

　　“跨國公司對此進行嚴格的技術壟斷，我們只能從零開始，從基礎理論做起，因此在這項研究上，國家自然科學基金起到了至關重要的作用。”楊理踐說。
 

　　在國家自然科學基金的支持下，楊理踐的團隊完全從基本原理出發(fā)，開始從儀器原理到技術、工程問題的研究。在2000年國家自然科學基金信息學部主任基金、2002年國家自然科學基金面上項目、2003年國家自然科學基金儀器專項基金的資助下，楊理踐團隊進行了漏磁機理研究、傳感器設計、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。他們進行了高清晰度漏磁檢測傳感器的設計研究，海量存儲器數(shù)據(jù)處理技術的研究;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的信號補償?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行識別，有力推進了我國長管道輸油氣管道檢測技術的發(fā)展和應用。
 

　　為解決長距離、高速管道探傷中的磨損問題，該團隊又進行了高速運行耐磨技術，高導磁耐磨材料，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，該團隊進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)絡識別等基礎研究。
 

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