[发明专利]PCCP管道预应力钢丝断裂数量检测系统及方法

说明书

本发明提供一种PCCP管道预应力钢丝断裂数量检测系统及方法，该系统中，磁场激发装置和信号接收装置设置于待检测PCCP管道内的任一个检测断面内两个相对称的管道内壁处；磁场激发装置接收控制装置的控制指令，在管道内产生低频交变磁场，在待检测PCCP管道外周的预应力钢丝和内钢筒中产生交变电流；信号接收装置采集预应力钢丝和内钢筒中因交变电流而产生的感应电流和/或感应电动势的电信号；控制装置根据上述电信号，计算出检测断面内的磁导率值，并根据磁导率值及预先建立的PCCP管道检测标定数据库，确定待检测PCCP管道外周预应力钢丝断裂数量。本发明能够检测断面上PCCP外周的预应力钢丝的断丝数量，具有定量化、无损伤、效率高、成本低、方便快捷等优点。

技术领域

本发明涉及管道质量检测技术领域，尤其是涉及一种PCCP管道预应力钢丝断裂数量检测系统及方法。

背景技术

预应力钢筒混凝土管(Prestressed Concrete Cylinder Pipe，简写PCCP)是一种由薄钢板、预应力钢丝和混凝土构成的复合管材。它是先由薄钢板及钢制承插口环卷并焊接成筒体，形成内钢筒，然后在内钢筒内外浇灌混凝土成为管芯，接着在管芯外圆上缠绕预应力钢丝，最后再在其上喷制致密的水泥砂浆保护层而制成。

PCCP管具有钢材和混凝土各自的特性，充分而又综合地发挥了钢材的抗拉、易密封和混凝土的抗压、耐腐蚀性能，具有高密封性、高强度和高抗渗的特性。因而自我国引进PCCP管20余年来，PCCP管已在我国的水利、市政、电力等多个领域得到广泛应用，尤其是长距离、大流量的输、调水工程。如南水北调中线渠道大量采用4米直径PCCP管，总长度超过110公里，管道数量达到22000根；山西万家寨引黄工程，采用3米管径PCCP管，总长达到43.5公里。

PCCP管运营过程中，管道外周的预应力钢丝常因高氯环境、土壤和地下水腐蚀、施工安装破损、外涂层脱落、轴向止推力不够、内部钢筒焊缝开裂、预应力钢丝氢脆以及自身质量问题等多种因素而发生钢丝断裂，当钢丝断丝的根数到达一定程度时继而失去对混凝土管芯的压缩，造成PCCP结构失效，最终造成PCCP爆管，如图1所示。PCCP爆管事故具有突发性极强、危害性极大、影响范围极广等特点，往往一处PCCP爆管影响整条大型输水管线的运行，造成数十万人口的供水中断，社会影响巨大。

基于上述原因，获得PCCP管道外周准确的断丝数量，并以此准确地评价PCCP管道结构能力显得至关重要。它不仅可建立针对已建的PCCP管道爆管预警和风险管理，同时还为业主维修或更换管道提供重要的参考依据。由于PCCP管道自身构造的特殊性，目前国内外尚未形成针对PCCP管外周预应力钢丝断丝数量的准确检测手段，也未见关于检测PCCP管外周预应力钢丝断丝数量的研究成果报导。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种PCCP管道预应力钢丝断裂数量检测系统及方法，能够检测断面上PCCP外周的预应力钢丝的断丝数量，该检测系统具有定量化、无损伤、效率高、成本低、方便快捷等优点。

第一方面，本发明实施例提供了一种PCCP管道预应力钢丝断裂数量检测系统，包括：磁场激发装置、信号接收装置及控制装置；

磁场激发装置和信号接收装置分别设置于待检测PCCP管道内的任一个检测断面内两个相对称的管道内壁处；

磁场激发装置，用于接收控制装置的控制指令，并根据控制指令，在待检测PCCP管道内产生低频交变磁场，通过低频交变磁场在待检测PCCP管道外周的预应力钢丝和内钢筒中产生交变电流；

信号接收装置，用于采集预应力钢丝和内钢筒中因交变电流而产生的感应电流和/或感应电动势的电信号；

控制装置根据感应电流和/或感应电动势的电信号，计算出检测断面内的磁导率值，并根据磁导率值及预先建立的PCCP管道检测标定数据库，确定待检测PCCP管道外周预应力钢丝断裂数量。