CUG-C4 管道声纳检测系统

CUG-C4 管道声纳检测系统
仪器简介：
当管道处于满水状态，且不具备排干条件时，采用传统的视频检测手段已无法取得较好的检测效果，而C4管道声纳检测系统正适用于这类管道（管径或断面尺寸为125mm~3000mm范围内的各种材质的管道）。

C4管道声纳检测系统由声纳头、电缆盘、主机、PipeSonar管道声纳检测成像分析软件四部分构成。

其采用声纳成像技术，将水下扫描单元（声纳头）置于管道内部的水下（满管、半管均可），采用爬行器或人工拖拽的方式驱动（可滑行、漂浮）在管道内移动。

主机结合PipeSonar管道声纳检测成像分析软件实时采集并显示出高分辨率的轮廓图片。

通过分析轮廓特征可判定管道内部的沉积、凝结物或管壁的结构性病害。

应用领域：
当管道处于满水状态，且不具备排干条件时，采用传统的视频检测手段已无法取得较好的检测效果，而C4管道声纳检测系统正适用于这类管道（管径或断面尺寸为125mm~3000mm范围内的各种材质的管道）
主要特点：
主机结合PipeSonar管道声纳检测成像分析软件实时采集并显示出高分辨率的轮廓图片。

通过分析轮廓特征可判定管道内部的沉积、凝结物或管壁的结构性病害。

第36卷第6期2016年11月海洋测绘HYDROGRAPHIC SURVEYING AND CHARTINGVol. 36,No. 6Nov. ,2016D01：10.396〇/j.issn.1671-3044.2016.06.004海底管道检测中侧扫声纳声波掠射角的优化设计熊春宝1，丁建棣1，李志1，熊爱成2(1.天津大学建筑工程学院，天津300072; 2.天津市陆海测绘有限公司，天津300191)摘要：针对利用侧扫声纳检测海底管道时因其检测声影图像模糊而导致管道悬空高度检测误差过大的问题, 提出了侧扫声纳声波掠射角优化设计的思路及方法。

阐述了利用侧扫声纳对海底管道进行检测的工作原理，并利 用海底管道和海底底质反向散射强度的计算公式探讨了声波在海底的反向散射强度、侧扫声纳声影图像的质量以 及声波掠射角的取值这三者之间的关系对海底管道悬空高度A 计算精度的影响，从理论上确定声波掠射角最佳取 值范围的存在。

通过工程实例的现场检测与比对试验，获得了在本试验所处海域环境中利用侧扫声纳检测海底管 道时声波掠射角的最佳取值范围，对于类似的海底管道检测工程具有一定的指导意义。

关键词：侧扫声纳;声影图像质量;海底管道检测;管道悬空高度;声波掠射角;优化设计 中图分类号：P234.2文献标志码：A文章编号：1671-3044(2016)06-0015-051引言海底管道是连接海上石油平台之间、石油平台与陆地储油厂或炼油厂之间的海上石油运输通道[1]，在 其服役期间由于受到海流的长期冲刷及海洋地质灾害 等因素的影响，其下方的承载物很容易被掏空,形成管 道的悬空状态。

当管道悬空跨度超过其所能承受的极 限值时，易引发管道的断裂，造成巨大的经济损失和生 态环境破坏[2-3]。

因此,需要对海底管道进行定期检 测,及时发现其裸露和悬空状态并进行治理。

侧扫声纳由于分辨率高、声影图像连续、扫测范 围大、效率高等优点，在海底管道的检测和管理中有 着广泛应用[4-5]。

SL-6000管道声呐检测系统产品简介：SL-6000管道声呐检测系统是利用声波反射原理对水下物体进行探测和定位识别，可对充满液体的管道进行检测，获得管道内部破损、淤积等数据，是目前最为先进的管道检测评估设备。

主要用于带水管道（满水或2/3以上水位）、检查井或地下空洞检测，自动分析提取内壁轮廓，建立三维模型，并进行量化分析。

能够准确判定较多数结构性缺陷（破裂、变形、支管暗接、脱节等）和功能性缺陷（沉积、障碍物、残墙、坝根等），自动测算淤积量并生成管底沉积状态纵断面图，通过搭配扩展部件，可实现CCTV与声呐结合，实现（水上水下）综合检测。

声呐原理：声呐探头具有一个可旋转的超声换能器,换能器投射声波到管道壁，并接收回波。

换能器在1秒内完成360度连续扫描，每一个360度都会有400个发射/接收的周期,波束角度为0.9度，每一个发射/接收周期采样250点。

技术特点：1.1秒内完成360°连续实时扫描2.软件界面友好,易于操作3.数据和图像直接存储在硬盘里4.内置倾角和转角传感器5.内置电缆计数器接口6.自动检测管道轮廓SonarProf管道声呐专业分析软件：1.支持管道截面图动画播放，管道360度全景展开(图1)2.自动生成管道三维模型，沉积和缺陷一目了然(图2)3.支持淤泥量分析，量化数据更精确(图3)4.自动报表生成，高效率制作报告(图4)系统组成：技术参数：声学频率2MHz接收带宽500KHz 波束宽度0.9deg(-3db,圆锥形波束)采样率60MHz横向分辨率0.5mm(管道半径125mm)角度分辨率0.9度最小检测半径125mm发射脉冲宽度4-20us最大检测半径6000mm显示模式全方位360度覆盖工作深度水下最大深度1000m电源220v或可选专用充电电池设定范围125,187,250,375,500,750,1000,1500,2000,3000,4500,6000配置清单序号名称数量1声呐主控12探头13漂浮筒14手动电缆盘(标配120米，可定制)5声呐三维软件（选配）16声呐便携式电源17航空机箱18U盘19合格证110说明书1。

海底管道检测中侧扫声纳声波掠射角的优化设计
熊春宝;丁建棣;李志;熊爱成
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】2016(36)6
【摘要】针对利用侧扫声纳检测海底管道时因其检测声影图像模糊而导致管道悬空高度检测误差过大的问题,提出了侧扫声纳声波掠射角优化设计的思路及方法.阐述了利用侧扫声纳对海底管道进行检测的工作原理,并利用海底管道和海底底质反向散射强度的计算公式探讨了声波在海底的反向散射强度、侧扫声纳声影图像的质量以及声波掠射角的取值这三者之间的关系对海底管道悬空高度h计算精度的影响,从理论上确定声波掠射角最佳取值范围的存在.通过工程实例的现场检测与比对试验,获得了在本试验所处海域环境中利用侧扫声纳检测海底管道时声波掠射角的最佳取值范围,对于类似的海底管道检测工程具有一定的指导意义.
【总页数】5页(P15-19)
【作者】熊春宝;丁建棣;李志;熊爱成
【作者单位】天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学建筑工程学院,天津300072;天津大学建筑工程学院,天津300072;天津市陆海测绘有限公司,天津300191
【正文语种】中文
【中图分类】P234.2
【相关文献】
1.侧扫声纳和浅地层剖面仪在海底管线检测中的应用 [J], 董玉娟;周浩杰;王正虎
2.侧扫声纳在海底管道悬空调查中的应用 [J], 魏荣灏;陈铁鑫;郭晨
3.侧扫声纳系统在海底障碍物扫测中的应用 [J], 王志光;孙新轩;刘强;熊传梁;徐卫明
4.侧扫声呐声波掠射角对海底管道检测的影响 [J], 杨勇
5.侧扫声纳系统在海底管道检测中应用研究 [J], 来向华;潘国富;苟诤慷;傅晓明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

重钢二炼钢厂声呐化渣系统作者：何拥军来源：《中国科技纵横》2015年第22期【摘要】转炉炼钢反应速度快、冶炼周期短，冶炼过程中的化渣效果直接影响到钢的质量与炼钢效率。

而声呐化渣系统是解决转炉炼钢化渣效果的主要手段，通过声呐化渣系统，可对炉内化渣状态进行及时、准确的判定，从而为操作工提供操作依据，避免出现喷溅和返干现象，进而提高炼钢效率、质量。

本文主要从声呐化渣系统原理，系统构成，系统功能，设备安装等方面进行阐述，力争为我厂声纳化渣系统成功应用作出贡献。

【关键词】化渣转炉原理安装目前，我厂在7#转炉已安装完毕声呐化渣系统一台，正计划在5、6#炉推广安装应用，本文就声呐化渣的必要性，原理，安装等作一个介绍。

信号计算机处理，系统软件操作，设备维护等方面另作介绍。

1 转炉炼钢渣面工艺现象及后果在转炉炼钢过程中，化渣是其中的一个关键过程。

吹炼开始后，随着吹炼造渣的进行，渣面逐渐升高，如果操作人员不采用适当的方式操作，就会发生喷溅。

大量炉渣从炉口喷出，造成钢铁料的损失，反之在吹炼几分钟以后，炉内炉渣泡沫会逐渐减少，渣面降低，即所谓返干现象，这种现象出现如不采取适当的操作方式处理，往往造成钢水的最终成分出格，合格率下降，废品增多。

2 转炉炼钢声呐化渣原理目前，转炉炼钢采用由熟练工人根据经验来判断炉内化渣进程和状态的方式，这种方式成为转炉炼钢出现喷溅和返干的主要因素，为了克服这个问题，人们对转炉炼钢噪声进行了分析，得出转炉炼钢化渣进程与转炉炼钢噪声存在必然的因果关系，也就是在氧气转炉炼钢过程中，高速氧流冲击熔池发出噪音，噪音强度大小取决于炉渣液面的高度。

渣面与音强成反比。

如果化渣好，渣层厚，则炉渣的消音能力强，炉内发出的音声水平低。

所以可以通过检测音强值变化，了解化渣的好坏根据资料，分析氧气转炉吹炼情况，有三种噪声与吹炼有关：（1）超音速氧气流股的气体动力学噪声及其冲击铁液、渣液和固相颗粒时的噪声；（2）一氧化碳气泡破裂和溢出的气流噪声；（3）金属熔池和渣液与炉壁摩擦的噪声。

油　气　储　运 2004年声波检测技术在管道防盗中的应用贾宗贤3(中原油田分公司输油管理处)贾宗贤:声波检测技术在管道防盗中的应用,油气储运,2004,23(4)52～54。

摘　要　在油气管道运行中,经常出现不法分子在管道上打孔盗油盗气的现象,如果不能及时发现并制止,不仅会给国家带来巨大的经济损失,还会造成严重的环境污染。

介绍了基于声波检测技术的管道防盗实时检测预警系统的工作原理及可行性试验,该系统能够及时发现不法分子在管道上的打孔行为,可以从根本上避免和消除打孔盗油现象,在生产应用中取得了良好的效果。

主题词　管道 防盗 声波 检测 技术 应用一、管道泄漏检测方法 泄漏是长输管道运行中的主要故障。

管道的腐蚀穿孔、突发性的自然灾害(如地震、滑坡、河流冲击)以及人为破坏等都会造成管道泄漏,严重威胁管道的安全运行,不仅损失大量的油品,而且还可能酿成火灾或爆炸事故,污染环境,因此,及时发现管道泄漏具有十分重要的意义。

目前,输油管道泄漏检测方法主要有物质平衡法、仿真模型法、负压波法(压力波法)和音波法等。

1、　物质平衡法物质平衡法是根据管道的输入量之和是否等于管道的输出量之和来判断管道是否发生了泄漏,该方法原理简单,在管网现有设备基础上不需要增加设备或增加少量设备即可以实现管道的泄漏检测,是投资少、见效快的一种方法。

该方法的优点是设备简单、安装方便、造价较低,缺点是要求流量检测仪表有较高的精度(流量计精度不高不能发现微小的泄漏),且不能确定泄漏点的位置。

2、　仿真模型法仿真模型法是根据输油管道的各种泵、炉、阀、弯头和流量计等设备自身的性能以及管道沿线的高程变化和管径变化等情况,建立输油管道系统的数学模型,用数学模型模拟真实管道的运行状态,对管道进行泄漏检测。

该方法的优点是管道状态一目了然,缺点是数学模型的建立非常复杂,尤其是对于投产多年的老管道,建立数学模型的难度非常大,甚至不可能。

3、　负压波法负压波法是根据泄漏负压波原理实现的。

CCTV等可视检测方法对水位太高的管道无法检测，停水检测会大大提高检测的成本。

以往的潜水作业虽能解决之一问题，但风险和成本太高，这时利用水中声波进行探测的声纳检测技术应运而生。

因此，中仪自主研发了X4-H管道声纳检测系统。

中仪X4-H管道声纳检测系统通过发射声纳波及接收回波的方式进行水下探测，主要用于带水管道（满水或2/3以上水位）、检查井或地下空洞检测, 自动分析提取内壁轮廓，建立三维模型，并进行量化分析。

应用于管道检测时，能够准确判定较多数结构性缺陷（破裂、变形、支管暗接、脱节等）和功能性缺陷（沉积、障碍物、残墙、坝根等），自动测算淤积量并生成管底沉积状态纵断面图，通过搭配扩展部件，可实现CCTV与声纳结合，实现（水上水下）综合检测。

中仪X4-H管道声纳检测系统核心优势——长距离检测，三维成像，量化分析X4-H管道声纳检测系统适用的最大检测管径为60m，可实现1000m长距离检测。

检测的同时，按距离自动叠加剖面，建立三维管道模型。

重要的是可量测直径、距离，自动计算沉积量并输出纵断面图，矢量化的测量分析。

最后，对剖面图、色谱图和三维图进行综合分析，采集分析一体化，现场输出报告。

中仪X4-H管道声纳检测系统成像原理将声纳探头浸入井（管）内的水中，在通过井（管）时，探头内的换能器快速旋转，激发声波并接收回波转换为数字信号，交由上位机软件进行采集保存，所得到的每一帧数据都表示一个井（管）的横截面轮廓。

上位机软件在绘制呈现井（管）的横截面轮廓（剖面图）时，使用色彩表示从井（管）壁反射回来的回波强度。

一般采用偏红的颜色表示强的回波信号，用偏蓝的颜色表示弱的回波信号。

按照通过距离，将连续的轮廓数据堆叠组合起来，还可以形成色谱图（全景展开图）与三维图。

Journal of Engineering Geology工程地质学报1004－9665/2012/20（5）-0827-05侧扫声纳系统在管道穿越段海底地貌特征探测中的应用*荆少东①金永德②（①胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司东营257026）（②国家海洋局第一海洋研究所青岛266061）摘要针对瓯江口区域潮汐强烈及浅水作用明显的特点，海底管道的敷设及安全运营危险性大、且无法用常规方法进行检测的问题，采用了侧扫声纳系统的海底声学技术对海底管道穿越段地貌特征进行了有效探测。

本次探测工作对发现的平坦海底、大型沙波、潮沟、小型洼坑、蚀余凸起等自然微地貌和抛锚等形成的锚沟及其后期自然发育而成的次生微地貌进行了特征分析，分析结果对不同类型海底地貌提出解决对策以及有效地减轻不良地貌形态对海底管道稳定性影响具有重要意义［1］。

关键词海底地貌侧扫声纳微地貌海底管道中图分类号：P641文献标识码：AAPPLICATION OF SIDE SCAN SONAR TO EXPLORATION OF SUBMARINE PIPELINE LANDFORM CHARACTERISTICSJING Shaodong①JIN Yongde②（①Shengli Engineering＆Consulting Co Ltd．，Shengli Oilfield，Dongying257026）（②The First Institute of Oceanography，SOA，Qingdao266061）Abstract In the Oujiang river estuary area，there is a big risk in the laying and being operated safely of submarine pipeline．The conventional method to test can't be used because of the strong tide and obvious shoal water．This pa-per uses sub-sea acoustic technology of side scan sonar to explore seafloor landform of the area where submarine pipelines go through effectively．Natural microrelief includes flat seafloor，large sand ridge，tidal creek，small pit，and alteration bulge．Anchor ditches are formed by dropping anchor and secondary microrelief developed naturaly later．They all are found and analysed．The result has an important significance to propose the corresponding solu-tion countermeasures to different kinds of seafloor landforms and to reduce the topographic form influence on the sta-bility of submarine pipeline．Key words Seafloor landform，Side scan sonar，Microrelief，Submarine pipeline*收稿日期：2012－05－20；收到修改稿日期：2012－06－27．第一作者简介：荆少东，从事岩土工程勘察、施工、监测工作．Email：sjyjsd@163．com1引言随着国民经济的迅速发展，海底油气输送管道越来越多，海底管道的安全问题始终为人们所关注［1］。

到广泛应用。

根据声学探头安装位置的不同，侧扫声纳可以分为船载和拖体两类。

侧扫声成像技术是一种重要的声成像技术。

声纳线阵向左右两侧发射扇型波束，在水平面内波束角宽比较窄，一般１°－２°，垂直平面内的波束角宽比较宽，一般为４０°－６０°。

海底反向散射信号依时间的先后被声纳阵接收。

有目标时信号较强，目标后面声波难以到达，产生影区。

声纳阵随水下载体不断前进，在前进过程中声纳不断发射，不断接收，记录逐行排列，构成声像，这就是目前在海底探测中广泛使用的侧扫声纳的声成像，称为二维声成像，它给不出海底的高度。

这种声像只能由目标影子长度等参数估计目标的高度，精度不高。

在水下载体每侧布设两个以上的平行线阵，估计平行线阵间的相位差以获得海底的高度，称之为海底的三维声成像。

一般的三维声成像是以付氏变换为基础的，它的分辨率比较低，不能区分从不同方向同时到达的回波。

测深侧扫声纳技术经历了三个发展阶段，第一阶段的技术为声干涉技术，它的分辨率低；第二阶段的技术为差动相位技术，它的分辨率高，但只能同时测量一个目标，因此不能测量复杂的海底，不能在出现多途信号的情况下工作；第三阶段的技术即为高分辨率三维声成像技术，应用子空间拟合法，它的分辨率高，能同时测量多个目标，可以在复杂的海底和多途信号严重的情况下工侧扫声纳系统在海底管道悬空调查中的应用蒋俊杰１，２ 汤民强１，２ 郑西来１１．中国海洋大学 ２６６００３２．国家海洋局南海工程勘察中心 ５１０３００１　概述随着海洋经济的迅速发展，海域使用开发活动日益频繁，海底电缆和海底输油（气）管道的数量以惊人的速度在不断增加。

由于海流的长期冲刷以及海洋地质灾害等因素的影响，海底管道下面的承载物容易被掏空，造成海底管道的悬空。

如果不能尽早发现这些悬空点，任由悬空部分不断扩大，很可能会造成海底管道的断裂，给国家造成重大的经济损失，同时也给海洋造成极大的污染。

因此，如何使用先进的海洋设备，尽快发现海底管道的悬空点并计算出海底管道悬空的长度具有十分重要的意义。