新建油气管道,因外力伤害常产生凹陷或失圆变形,管道此类缺陷会随着时间的推移而增长,会引发管道服役期间突然爆管等恶性事故。因此,新建管道在线检测尤为重要。用于检测新建管道的几何尺寸及变形缺陷的设备称为验收检测器。因管道建设中没有满足智能检测所需的环境条件,工作现场常用空气压缩机作为驱动源,推动验收检测器进行新建管道检测工作。为了降低能源消耗,管道检测中采用无背压模式进行检测。本文旨在研究无背压条件下,影响验收检测器稳定运行的各种因素,以及管道检测工业现场空气压缩机的使用情况,为验收检测器相关设计及空气压缩机的合理运用提供理论依据和技术指导。本文构建了新型验收检测器的结构模型,讨论了它的工作原理,分析了验收检测器在使用空气压缩机无背压条件下检测器的关键部件——驱动密封装置,在此基础上建立了验收检测器的运动学模型及力学模型,得出了影响检测器稳定运行的两个主要因素——气体的驱动力及皮碗与管道的摩擦力,采用龙格-库塔-费尔伯格方法,应用MATLAB进行数值仿真,得到了验收检测器速度特性曲线,确定了各因素对检测器运动的影响权重。对验收检测器的支撑关键部件——皮碗进行了深入研究,建立了皮碗力学模型,得出了影响皮碗摩擦力以及支撑力的相关因素,在此基础上,设计了验收检测器深锥型皮碗,通过工业现场应用,验证了所建立的皮碗模型的可行性。根据流体力学基本方程和验收检测器运动学模型,得出了检测过程中所需驱动源压强、注气量,有效控制了验收检测器在管道内运行速度,降低了检测过程中能源消耗、提高了检测精度、减少了检测器对管道的损伤。