不同類型X射線管道爬行器優(yōu)缺點分析

2.1X射線管道爬行器分類

現(xiàn)在國內(nèi)爬行器種類繁多，如表1所示。不同類型的爬行器在現(xiàn)場使用過程中存在各自的優(yōu)缺點。

2.2 X射線管道爬行器定位方式

（1）源定位：由于源定位（伽瑪射線）具有極強穿透力，它作為指令可以穿透金屬管壁被接收器接收，從而實現(xiàn)對爬行器的整體控制。源定位爬行器優(yōu)點是不受干擾，定位準確，配備人員相對較少，檢測速度快等，但伽瑪射線對人體和環(huán)境有害所以現(xiàn)在很少使用。

（2）磁定位：磁信號作為指令實現(xiàn)對爬行器的整體控制。有效避免了伽瑪射線對操作人員的傷害，是現(xiàn)在應(yīng)用較多的一種爬行器，配備人員相對較少，檢測速度快等，但是磁信號的穿透力相對來說比較有限，而且在有高壓電線塔、磁場較大的地方、焊接過程中爬車從下面過的時候會使接收信號錯亂，會導(dǎo)致爬車無法正常運行。

（3）紅外線定位：紅外線信號作為指令實現(xiàn)對爬行器的整體控制。定位準確，管壁厚度沒有影響，而且在有高壓電線塔、磁場較大的地方、焊接過程中爬車從下面過的時候都不會使接收信號錯亂而導(dǎo)致爬車無法正常運行。而且還能直觀觀察到焊縫，是現(xiàn)在常用的爬行器之一。但是配備人員相對較多，檢測速度相比源定位與磁定位慢，而且必須在管口放置控制器，如果管線有連續(xù)S型彎道還會出現(xiàn)信號接收不好，畫面模糊，信號線在爬車機上沒有得到很好的保護，導(dǎo)致信號線容易損壞。

2.3 電池選擇及爬坡輔助

除了接收信號上的優(yōu)越性能外，還要從電池選擇上區(qū)別爬行器的優(yōu)越性。

現(xiàn)在爬行器有酸堿電池與鋰電池兩種類型，酸堿電池比較重，鋰電池比較輕，都有各自的優(yōu)缺點，管道爬行器的爬坡能力有限，目前大多數(shù)爬行器的爬坡能力都在20°左右，但是在實際過程中長輸管線都是多變的地形，酸堿電池的爬行器輪轂抓地能力大，能適合爬度大一些的管線和小角度彎道，但是在運輸過程中往往比較費力。鋰電池爬行器重量輕適合平緩的管線，人員運輸過程比較省力，但是爬坡角度小，過彎角度大。

其次利用爬行器自身的爬坡能力是不可能時，只有采取外力幫助爬行器爬坡的辦法，其具體的做法如下。

（1）爬行器的控制部分進行簡單改造，把其中的自動行走部分斷開，使之完全自由運動，但不影響指令源的聲控指令。

（2）采用小型卷揚機和足夠長的細鋼纜連接爬行器的尾部（目前市面上很長見的越野車自救絞盤系統(tǒng)稍加改造即可）。

（3）利用爬行器的自重和坡度使爬行器下行，并使用卷揚機控制其下滑速度。

（4）定位采用兩級定位，即：在快要到達預(yù)定定位點時提前使用指令源預(yù)警，并降低下滑速度，再在準確定位點停止爬行器，進行曝光。

（5）在接近垂直的角度，可在爬行器機頭的中間部分加裝星形彈性定位輪，以使機頭準確定位于管道中心。

2.4 爬行器輪轂選擇

輪轂有錐型輪轂與圓形輪轂，錐型輪轂與管子曲域面結(jié)合嚴密、面積大、爬行破度大，而且在行進過程中不會導(dǎo)致跑偏和側(cè)翻。但是錐型輪轂?zāi)p快而且加工成本較高，不易加工，往往備件要多出很多。圓形輪轂在行進過程中容易側(cè)翻，特別是過彎道的時候容易卡住，所以圓形輪轂只適合平緩的直管道，但是圓形輪轂容易購買，易于加工，更換也比較方便。

2.5 精準定位措施

爬行器的定位原理：源定位-射線源裝入鉛屏蔽內(nèi)，底部留一小孔可以開關(guān)，放置在管外壁，射線源穿透工件，爬行器上使用接收器接收來自管子表面穿透過來的射線，并根據(jù)接收器發(fā)出的聲音頻率控制爬行器的前進、后退及曝光參數(shù);磁定位于源定位原理一樣，區(qū)別在于磁定位定位器是靠電磁鐵發(fā)出信號，而源是靠射線發(fā)出信號;紅外線定位信號發(fā)出和接收需要把控制器放置在管口位置，紅外線信號傳輸在顯示屏上的方式體現(xiàn)。

在X射線管道爬行器施工過程中，由于爬行器自重較大、慣性較大，因此，在實際工作時其定位并不十分精確。對于大口徑厚壁管道而言，由于射線機輻射場足夠?qū)?，一般影響不大，還不容易見到白邊;但有時也多見到由于輻射場偏斜太大而造成的內(nèi)外表面焊縫邊緣影像錯位嚴重，甚至有可能影響到縱向裂紋的檢出。而對于小口徑的管道則容易造成白邊，甚至白片。

因此，精確定位對于成片率及缺陷的檢出至關(guān)重要，為保證定位準確，可采取以下針對措施。

（1）針對不同的管線內(nèi)表面狀況，更換不同摩擦阻力的爬車主動輪。

（2）適當(dāng)降低爬器行走速度，以降低其慣性。

（3）改造爬行器停車定位程序，因為降低爬器行走速度將帶來效率降低的問題，尤其是大口徑長輸管道，其單管長度較長長，曝光時間也較長，有時僅僅等爬器返回就需要兩個多小時;因此在采用高速爬行時，采取將指令源接受器前移，使爬行器接收器在接受到定位信號后先減速到很慢，然后延時停車定位的做法。這樣可以做到極高的定位精度。