打破管道安全檢測的技術(shù)壟斷
“以前國外公司來檢測油氣管道，每公里費(fèi)用約1萬美金，而我們的檢測費(fèi)與國外同類設(shè)備相比很低。雖然因?yàn)榉N種原因，我們的檢測技術(shù)沒有得到很好的推廣，但已經(jīng)大大平抑了國外公司管道檢測的價(jià)格。”沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授楊理踐說，“前年有一項(xiàng)工程，國外公司已經(jīng)采取和國內(nèi)一樣的標(biāo)價(jià)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！?nbsp;
管道是能源（天然氣、石油）輸送的主要手段，其安全運(yùn)行尤為重要。因?yàn)檩斢汀⑤敋夤艿酪坏┬孤瑢⒃斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的環(huán)境污染，嚴(yán)重泄漏造成的后果更是災(zāi)難性的。目前我國在役的長距離油氣輸送管道總長約2萬公里，在西氣東輸工程中，出疆管道、出川管道等鋪設(shè)里程都很長，管道建設(shè)發(fā)展很快，在建和擬建的管線長達(dá)近萬公里。近年來，國內(nèi)管道故障時(shí)有發(fā)生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，加強(qiáng)管線檢測受到有關(guān)部門的高度重視。
楊理踐介紹，管道安全運(yùn)行的一個(gè)首要條件就是管道的探傷檢測，確定管道的腐蝕、缺陷程度，為管道運(yùn)行、維護(hù)、安全評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。但管道檢測也是一個(gè)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(shí)哼哼作響，出來時(shí)全身是油，國際上又稱智能管道豬）來解決。在線檢測設(shè)備就像醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡，讓儀器鉆到管道里面探傷。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、俄等幾家跨國公司掌握，他們對(duì)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。“為實(shí)現(xiàn)技術(shù)壟斷，它們通常只提供服務(wù)，不賣產(chǎn)品”。
在國家自然科學(xué)基金的持續(xù)支持下，楊理踐帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)和新疆三葉管道技術(shù)有限公司完成了高精度管道漏磁在線檢測系統(tǒng)的研制。在鑒定會(huì)上，專家們一致認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)在主要指標(biāo)方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)油氣管道在線檢測方面的空白，使我國擁有了獨(dú)立知識(shí)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。
在長春到吉林有一條“250管道”。這條輸油管道在進(jìn)吉林市前有段沿壩的路線，如果這段管道破損，松花江下游的水就會(huì)受到嚴(yán)重污染，下游幾個(gè)城市的飲水就成了大問題。“我們進(jìn)行管道檢測之后，采取了修補(bǔ)的措施，把幾處危險(xiǎn)的地方挖開，對(duì)管道的缺陷進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)，保證了管道的安全運(yùn)行。”
目前，管道檢測系統(tǒng)已完成了新疆油田、大慶油田、吉林油田等近3000多公里的輸油輸氣管道檢測，效果十分顯著。
科學(xué)基金起到重要作用
在國家自然科學(xué)基金的支持下，楊理踐的團(tuán)隊(duì)完全從低層的原理出發(fā)，進(jìn)行從儀器原理到技術(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)基金儀表專項(xiàng)基金的資助下，完成了系列高精度管道漏磁在線檢測裝置的研制。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(chǔ)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(duì)漏磁檢測信號(hào)的影響；建立了檢測器速度變化效應(yīng)的信號(hào)補(bǔ)償?shù)男路椒ǎ唤⒘巳毕菪盘?hào)處理分析的方法，能對(duì)不同的缺陷信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。進(jìn)行了漏磁機(jī)理研究，傳感器設(shè)計(jì)，檢測速度影響研究等。
因?yàn)檫@項(xiàng)研究面對(duì)的是管道實(shí)地檢測的問題，研究人員還進(jìn)行了大量的工程技術(shù)研究。為解決長距離、高速管道探傷中的磨損問題，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(lì)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，又進(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(shí)別等基礎(chǔ)研究。
“跨國公司對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密的技術(shù)壟斷，我們只能從基礎(chǔ)理論做起，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，“我們研制的高精度管道漏磁在線檢測系統(tǒng)，能完成管道缺陷、管壁變化、管壁材質(zhì)變化、缺陷內(nèi)外分辨、管道特征（管箍、補(bǔ)疤、彎頭、焊縫、三通等）識(shí)別的檢測。我們最后提供給檢測方的缺陷面積、程度、方位、位置等全面信息。”
2001年11月，該項(xiàng)目通過了國家自然科學(xué)基金委員會(huì)組織的鑒定，認(rèn)為在主要指標(biāo)上達(dá)到國際先進(jìn)水平；2002年，獲新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；2003年獲遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；2004年獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；今年4月，楊理踐主持的這項(xiàng)研究通過國家自然科學(xué)基金委的評(píng)審，被評(píng)為特優(yōu)。
希望能繼續(xù)得到支持
目前國內(nèi)市場每年有幾千萬元的檢測需求，在全世界百余萬公里的油氣管道檢測市場上，由于我國的檢測和設(shè)備費(fèi)用較低，也會(huì)具有較強(qiáng)的國際競爭力。該項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
楊理踐說：“高精度輸氣管道漏磁在線檢測系統(tǒng)是一個(gè)涉及電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、模式識(shí)別、機(jī)械、探傷、管道等多學(xué)科、多領(lǐng)域的研究項(xiàng)目。在國際上幾家大公司也在不斷完善、不斷發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，大約3至5年就會(huì)出現(xiàn)更新的產(chǎn)品。我們將繼續(xù)努力達(dá)到國際領(lǐng)先技術(shù)水平，并希望繼續(xù)得到國家自然科學(xué)基金和國家相關(guān)部門的支持，使我們的研究水平能夠得到繼續(xù)提高。”
“以前國外公司來檢測油氣管道，每公里費(fèi)用約1萬美金，而我們的檢測費(fèi)與國外同類設(shè)備相比很低。雖然因?yàn)榉N種原因，我們的檢測技術(shù)沒有得到很好的推廣，但已經(jīng)大大平抑了國外公司管道檢測的價(jià)格。”沈陽工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院教授楊理踐說，“前年有一項(xiàng)工程，國外公司已經(jīng)采取和國內(nèi)一樣的標(biāo)價(jià)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！?nbsp;
管道是能源（天然氣、石油）輸送的主要手段，其安全運(yùn)行尤為重要。因?yàn)檩斢汀⑤敋夤艿酪坏┬孤瑢⒃斐删薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的環(huán)境污染，嚴(yán)重泄漏造成的后果更是災(zāi)難性的。目前我國在役的長距離油氣輸送管道總長約2萬公里，在西氣東輸工程中，出疆管道、出川管道等鋪設(shè)里程都很長，管道建設(shè)發(fā)展很快，在建和擬建的管線長達(dá)近萬公里。近年來，國內(nèi)管道故障時(shí)有發(fā)生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，加強(qiáng)管線檢測受到有關(guān)部門的高度重視。
楊理踐介紹，管道安全運(yùn)行的一個(gè)首要條件就是管道的探傷檢測，確定管道的腐蝕、缺陷程度，為管道運(yùn)行、維護(hù)、安全評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)。但管道檢測也是一個(gè)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(shí)哼哼作響，出來時(shí)全身是油，國際上又稱智能管道豬）來解決。在線檢測設(shè)備就像醫(yī)學(xué)上的內(nèi)窺鏡，讓儀器鉆到管道里面探傷。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、俄等幾家跨國公司掌握，他們對(duì)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。“為實(shí)現(xiàn)技術(shù)壟斷，它們通常只提供服務(wù)，不賣產(chǎn)品”。
在國家自然科學(xué)基金的持續(xù)支持下，楊理踐帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)和新疆三葉管道技術(shù)有限公司完成了高精度管道漏磁在線檢測系統(tǒng)的研制。在鑒定會(huì)上，專家們一致認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)在主要指標(biāo)方面達(dá)到了國際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了國內(nèi)油氣管道在線檢測方面的空白，使我國擁有了獨(dú)立知識(shí)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。
在長春到吉林有一條“250管道”。這條輸油管道在進(jìn)吉林市前有段沿壩的路線，如果這段管道破損，松花江下游的水就會(huì)受到嚴(yán)重污染，下游幾個(gè)城市的飲水就成了大問題。“我們進(jìn)行管道檢測之后，采取了修補(bǔ)的措施，把幾處危險(xiǎn)的地方挖開，對(duì)管道的缺陷進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)，保證了管道的安全運(yùn)行。”
目前，管道檢測系統(tǒng)已完成了新疆油田、大慶油田、吉林油田等近3000多公里的輸油輸氣管道檢測，效果十分顯著。
科學(xué)基金起到重要作用
在國家自然科學(xué)基金的支持下，楊理踐的團(tuán)隊(duì)完全從低層的原理出發(fā)，進(jìn)行從儀器原理到技術(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)基金儀表專項(xiàng)基金的資助下，完成了系列高精度管道漏磁在線檢測裝置的研制。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(chǔ)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(duì)漏磁檢測信號(hào)的影響；建立了檢測器速度變化效應(yīng)的信號(hào)補(bǔ)償?shù)男路椒ǎ唤⒘巳毕菪盘?hào)處理分析的方法，能對(duì)不同的缺陷信號(hào)進(jìn)行識(shí)別。進(jìn)行了漏磁機(jī)理研究，傳感器設(shè)計(jì)，檢測速度影響研究等。
因?yàn)檫@項(xiàng)研究面對(duì)的是管道實(shí)地檢測的問題，研究人員還進(jìn)行了大量的工程技術(shù)研究。為解決長距離、高速管道探傷中的磨損問題，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(lì)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，又進(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(shí)別等基礎(chǔ)研究。
“跨國公司對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)密的技術(shù)壟斷，我們只能從基礎(chǔ)理論做起，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，“我們研制的高精度管道漏磁在線檢測系統(tǒng)，能完成管道缺陷、管壁變化、管壁材質(zhì)變化、缺陷內(nèi)外分辨、管道特征（管箍、補(bǔ)疤、彎頭、焊縫、三通等）識(shí)別的檢測。我們最后提供給檢測方的缺陷面積、程度、方位、位置等全面信息。”
2001年11月，該項(xiàng)目通過了國家自然科學(xué)基金委員會(huì)組織的鑒定，認(rèn)為在主要指標(biāo)上達(dá)到國際先進(jìn)水平；2002年，獲新疆維吾爾自治區(qū)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；2003年獲遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；2004年獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；今年4月，楊理踐主持的這項(xiàng)研究通過國家自然科學(xué)基金委的評(píng)審，被評(píng)為特優(yōu)。
希望能繼續(xù)得到支持
目前國內(nèi)市場每年有幾千萬元的檢測需求，在全世界百余萬公里的油氣管道檢測市場上，由于我國的檢測和設(shè)備費(fèi)用較低，也會(huì)具有較強(qiáng)的國際競爭力。該項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
楊理踐說：“高精度輸氣管道漏磁在線檢測系統(tǒng)是一個(gè)涉及電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、模式識(shí)別、機(jī)械、探傷、管道等多學(xué)科、多領(lǐng)域的研究項(xiàng)目。在國際上幾家大公司也在不斷完善、不斷發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)，大約3至5年就會(huì)出現(xiàn)更新的產(chǎn)品。我們將繼續(xù)努力達(dá)到國際領(lǐng)先技術(shù)水平，并希望繼續(xù)得到國家自然科學(xué)基金和國家相關(guān)部門的支持，使我們的研究水平能夠得到繼續(xù)提高。”
