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管道缺陷漏磁场和缺陷尺寸关系的研究

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漏磁检测理论分析报告

漏磁检测理论分析报告

漏磁检测理论分析报告
漏磁检测是一种非破坏性检测方法，常用于检测材料或构件表面或近表面的磁性缺陷。

该方法通过检测磁场的变化来判断缺陷的存在与否，并进一步评估缺陷的大小和性质。

漏磁检测的基本原理是利用缺陷产生的磁场变化，来检测目标物表面或近表面的缺陷。

当缺陷的尺寸比磁化源大且远离表面时，磁力线会从材料内部辐射出来形成漏磁场。

漏磁场的大小与缺陷的大小、形状和位置有关。

通过测量漏磁场的变化，可以判断缺陷的存在及其性质。

漏磁检测主要应用于对钢铁产品的缺陷检测，如焊接接头、轴承、齿轮等常见的工业制品。

该方法可以有效地检测到各种尺寸的缺陷，包括疲劳裂纹、孔洞、脱层、磨损等。

漏磁检测的仪器主要包括电磁铁、磁传感器、信号处理系统等。

电磁铁产生磁场，而磁传感器则可以测量到目标物的磁场变化。

信号处理系统则对测得的信号进行处理和分析，得出缺陷的信息。

在实际应用中，漏磁检测需要根据具体情况进行合理的选择和调整参数。

常见的参数包括电磁铁的磁化力和频率、磁传感器的位置和灵敏度等。

合理的参数选择可以提高检测的灵敏度和准确性。

总的来说，漏磁检测是一种常用的非破坏性检测方法，具有灵敏度高、可靠性好等优点。

在工业制品的制造和使用过程中，
有效地应用漏磁检测可以提高产品的质量和安全性，减少事故的发生。

浅谈长输天然气管道漏磁检测数据在缺陷点查找工作中的运用

浅谈长输天然气管道漏磁检测数据在缺陷点查找工作中的运用

浅谈长输天然气管道漏磁检测数据在缺陷点查找工作中的运用摘要：为保障长输天然气管道（以下简称管道）安全平稳运行，了解管道本体的缺陷、腐蚀状况和运行能力，避免因管道缺陷未得到及时有效的修复而造成管道腐蚀穿孔、爆管等安全事故。

管道管理部门都会定期采用漏磁检测等技术对管道进行本体检查，后期对管道本体缺陷的现场查找必不可少，笔者借助PipeImage软件、Φ559某A线、Φ630某B线漏磁检测数据及现场实际情况讲述了智能检测缺陷点查找的基本原理和准确查找智能检测缺陷点的方法经验。

关键词：管道智能检测缺陷点查找一、前言管道运行过程中主要受到内、外两个环境的腐蚀，外腐蚀通常是因为防腐绝缘层破损、老化失效所产生，我们通常采用PCM多频管中电流测试、直流电位梯度（DCVG）等方法对管道外部防腐层破损点进行检测。

但如果要对管道本体进行一个全方位、准确的检测，外检测是远远达不到要求的。

将无损检测设备安装于清管器上，利用清管流程将检测仪器推送通过被检测管道，采集、处理、存储管道本体信息，从而对管道本体缺陷及运行能力进行有效的评估，这就是我们所说的智能检测。

智能检测最常用的就是MFL漏磁检测技术（以下简称智能检测）。

世界上比较有名的管道智能检测公司有美国的TubosCOpcGEPII、英国的BritishGas、德国的Pipetronix、加拿大的COrrpro。

管道检测数据的运用和查询必须使用该公司开发的PipeImage分析软件（注：检测公司在完成智能检测后都会在将PipeImage分析软件及监测数据发送至管道管理部门）。

智能检测发现的缺陷点数据是比较准确的，近2年检测报告显示，检测发现缺陷点在管道中的里程位置、缺陷尺寸已经精确到了毫米。

但在现场缺陷点查找工作中我们发现，高低起伏的山脉、复杂的地形地表，它给我们准确的查找缺陷点（以下简称查找缺陷点为定点）带来了较大的困难。

如何将准确的检测数据运用到复杂的管道埋地现场，提高定点的准确性和工作效率，节约开挖成本。

缺陷长度对漏磁场的影响

缺陷长度对漏磁场的影响
ｐａａ ｅｅ ｅ ｄｅ ｏｃ ｎ ｉｅ ｕ ｔｆ ｎ ｆ ｃｓ ｒｍ ｔｒｎ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓｄ ｒｉ ｑ ａ ｉ ｎ ｎ ｙｉｇｄｅｅ ｔ．
＆关键 词 漏磁检 测
缺 陷量 化
长度参 数
ｇＫｅ ｒ ｓ］ ｍａ ｎ ｔ ｕ ａ ａ ｅｔｓｉｇ ｄ ｆｃ ｕ ｎｉｃｔ ｎ ｙｗｏ ｄ ］ ｇ ｅｉ ｆ ｘｌｋ ｇ ｔ ｅｅ ｔ ａｔ ａｉ ｃｌ ｅ ｅ ｎ ｑ ｉ ｆ ｏ
１实 验方法
１１ 形槽缺 陷试 样 ．矩
实验 共 采 用 四个Ａ３钢 试 样 （ １ ，试 样 外 表面 精铣 后 图 ）
磨 削 加 工 ，表面 粗糙 度 为０４ ｌｍ。试 样 长 为 ｌ ０ ｍ ， ． ａ ８ ｍ 宽 ｗ为 ６ ０ｍｍ， 厚ｄ ８ｍｍ。 在 试 样 的 中心 位 置 用 电火 花 为 加 工 一个 矩 形 槽 缺 陷 ，矩 形 槽 宽 ｌｍｍ，深 ４ｍｍ， 长 分 别
磁 软 铁
ＮＤＴ ｔｒａｉｎ ｌ１ ９ ；３ ： ３ — ９ ＆ＥＩ ｅｎ ｔ ａ， ０２ ￣）８ ｎ ｏ ９ ２
２ Ａ ｌ ｃ ｕｅ ｔ ｈ ｌｒＥ，Ｐｉｎ ｔｉＡ．Ｎｏｎｉｅ ｒ ｍｏ ｌｏ ａ ｄｅｅ ｔｏ ｎ ｓｅ ｌ ｓ ｇ ｏｔ ｌ ａ ｄｅ ｆｆ ｗ ｔｃ ｉｎ ｉ ｔｅ ｎ ｌ
如 何从漏 磁场 的 ，分 量 信 号 中 提取 出缺 陷 深度 信 息是 量 化 ， 检 测 的关 键 。缺 陷 的深 度 、 宽度 、长度 、形 状 及 距工 件 表
图 １ 陷 试 样 缺
１ ． ２实验 装置 实验 系统 （ ）采用 实验 室 自制 的测磁 装 置 ，在试 样 图２
无 缺 陷面 采 用 ｎ形 永磁 体 磁化 方式 将试 样 磁 化 到 近饱 和 状 态 ，然后 将 试 样 及磁 化 装 置 一起 放 在 非 铁磁 性 扫 查 台 上 ， 缺 陷面 向 上 。霍 耳 传感 器 布 置在 试 样 中心 线 上 方 ，提 离 值 ２ｍｍ，通 过 扫查 台的平面 扫 查 可 以获 得试 样 缺 陷漏 磁场 的 分布。

输油管道裂纹缺陷漏磁检测技术的探讨

输油管道裂纹缺陷漏磁检测技术的探讨

前 言 漏磁检 测技术 在长期 的发展 中 已经取 得了非 常大 的进 步 ， 随着这项 技术在 石 油化 工企 业 中的运 用 ， 对 于管 裂纹 存在 的缺 陷能够 进行有 效 的检测 ， 保 证 了 管道 在运 输 石油 过程 中 的安全 。 ＝． 输 油 管 道泄漏 检 测的 主要技 术 １ 、 采取 流 量 平衡 的 方法 进 行检 测
工 业 技 术
— ■ｌ
输 油 管 道 裂 蒙 马 云修 成文峰
徐州 ２ ２ １ ０ ０ ８ ） （ 中石 化 长输 油气 管道 检 测有 限公 司
［ 摘 要］ 输油 管 由于长 期使 用 以及 暴露 在 室外 ， 常 常会导 致材 料 的物理 性质 出现 的变 化 ， 因此对 于 输油 管的 日常 检测是 保证 石油 安全 运输非 常 关键 的步骤 本文 重点 对输 油 管道裂 纹 缺陷 的漏磁 检测 技术 进 行了详 细 的分析 。 ［ 关键 词］ 输油 管道 裂 纹 漏磁 检 测 技术 中图分 类号 ： Ｐ ４ ２ ６ ． ４ 。 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ７ — ０ ０ ３ １ 一 Ｏ １
一
、
这 种方法 主要是 利用管道 流体在 流动 时的质量 守恒定律 ， 结合 管道在进 出 口时的流 量进行 测量 ， 然后对 管道 中的 原油 流量加 以分 析 ， 以此对 管道 中是 否 存在泄 漏情 况加 以确 定 。 这种 方法 十分 直观 、 简单 ， 但是对 于管 线本身 动力变 化 或者较 小扰 动都 十分 敏感 ， 容 易 出现误检 。 为了确 保检 灵敏度 和测 精度 得到提 高， 人们 在时点 分析 的基 础上对 流量 平衡 法进 行 了改进 ， 在检 测 的灵敏 度和精 确 度上 ， 于 普通 的 流量平 衡法相 比， 动态 流量 平衡法 在改 进后 在检 测精 度和灵 敏 度有 一定 提高 ， 但 是其 需要进 行管 线动 态模 型的建 立 ， 同 时这种 方法 能够对 泄 漏位置 进 行确 定 ， 在 少量 泄漏 方面 的敏感 性 比较差 ， 在 泄漏 发现 过程 中缺乏 及 时性 。 ２ 、 采 取压 力 坡降 的 方法 进 行检 测 所 谓压 力坡 降检 测的 方法是 在上 世纪 末兴起 来 的， 其 主要原 理为 ： 在 正常 输送 过程 中将 站 间管道 中的压 力进 行坡 降斜直 线呈 现 ， 如果 有泄 漏发生 ， 那么 漏点 前流 量就 会变 大 ， 从而 坡降变 陡 ， 而在 漏点 后 ， 流量 则会变 小 ， 导致 坡 降变 平， 这 时沿 线压力 坡 降就 会 出现折线状 ， 那 么折点就 是管道 的泄漏 点 ， 在此基 础 上能 够对 泄漏 实际位 置加 以确 定 。 在压 力坡 降检 测管道 泄漏 的方法 中， 应将 下 游的压力 梯度 信号建 成一 定的时 间序列模 型 ， 并通过这 个时 间序 列模 型来对 泄 漏 量敏 感 性加 以统 计 ， 从 而确 定原 油管道 上 的泄 漏 。 ３、 采 取压 力波 的 方法 进 行检 测 当管 道某 处突 然 出现泄漏 时 ， 在泄 漏位置 就会 出现 瞬态压 的突 降 ， 就像是 在分 支管 线上将 阀 门开启后 ， 就会 出现 负压波 ， 从泄漏 的位置 开始 ， 这个 波就会 以一 定速 度分别 向上 、 下游 传播 。 其管 壁就像是 波导管 ， 可 以将压 力波传播 到相 当 远 的地 方 ， 然 后分 别传 到下游 、 上游， 这时上 、 下游 的压力 传感 器就 能对 特定 瞬 态压力 波进 行捕 捉 ， 从 而对 泄漏位 置进行 及 时判断 ， 如果 能够 对上 游和 下游 端 的压 力 以及信号 接收 时间差加 以确 定的话 ， 那么就 可 以结 合负压 波传播 速度 来对 泄漏 点位 置进 行确 定 。 根据这 一 科学原 理 ， 在对 小波变 换法 和分 析法 充分 利用 ， 便 可 对泄 漏点 加 以定位 和检 测 。 ４、 采 取 探 测球 的方 法进 行 检测 基 于超声 、 磁通 、 录像 、 涡 流等技术 进行 泄漏点探 测的方法 是从上 世纪 末发 展 起来 的 ， 其主要 是把探 测球放 在管线 内 ， 然后进 行探测 ， 其 主要是利 用漏磁 技 术 和超 声技术 来对数 据进行 采集 ， 并把探 测得到 的数据 存放在 专用的 内置存 储 器 中， 以便于 事后进 行分 析 ， 这样 可 以对 管道 内的 穿孔 、 腐 蚀情 况加 以判断 ， 也 就 是看 这其 中是 否存 在泄 漏点 。 这种 检 测方法 精确 度十分 高 ， 但 是其缺 点是 探 测 需要 间 断进 行 ， 这样 就 会出 现停运 、 堵塞 等 问题 ， 同 时其造 价很 高 。 三 漏 磁检 测原 理和 结构 １、 漏 磁 检 测 原 理 铁磁质 管体对 检测器 中的强磁 铁产生 的磁场 有聚拢 的作用 ， 由于管 道壁厚 均匀， 磁 感 在管道 壁厚 范 围 内均 匀分 布 。 漏磁检 测器 通过 对被检 管道 进行 局部 磁化 ， 当材 料表 面 出现裂纹 或坑点 等缺陷 时 ， 形成 缺陷表 面局 部区域 的漏磁 场 。 管壁 缺 陷处 的磁通 可分 为三个 部分 ： 一 部分 穿过 缺 陷； 一 部分在 管壁 内部 经过 缺 陷周 围的铁 磁材料 绕 过缺 陷 ； 另外一 部分磁 通 离开管 壁表 面 ， 在管 壁两 侧绕 过缺 陷再 重新 进入 管壁 。 漏磁 信 号随缺 陷几何 形状 的不 同而 变化 ， 采 用类似 霍 尔器件 的磁传 感器 组成 的检 测 电路 来检 测漏磁场 的变化 ， 根据 测得 的漏磁信 号 就 可判 别 缺陷 情 况 。 漏 磁检 测器 主要 由信号发生 及检 测检测部分 ， 控 制记录部 分和动力 部分 组 成： 信 号 发生及 检测 部分 主要 由磁原 件和 检测探 头 组成 ， 磁原 件在 管道 内部 形 成磁 场 ， 检测 探头检 测管壁 的磁信 号。 控 制记录 部分 对测量 过程进行 控制 ， 并对 测量 数 据进行 存储 。 动力部 分主 要为 检测 系统提 供 电力供 应 ， 保 证 系统 的正 常 运转 。 ２、 漏 磁 检 测 结果

管道缺陷漏磁检测量化技术及其应用研究

管道缺陷漏磁检测量化技术及其应用研究

2、漏磁检测量化技术的方法
漏磁检测量化技术的方法主要包括以下几种：
（1）基于信号处理的方法：通过对测量数据进行滤波、去噪等处理，提取 出与缺陷相关的特征信息。
（2）基于机器学习的方法：利用机器学习算法对大量已知缺陷数据进行学 习和训练，建立预测模型，用于预测未知缺陷的类型和严重程度。
（3）基于深度学习的方法：利用深度学习算法对大量已知缺陷数据进行学 习和训练，建立深度神经网络模型，用于预测未知缺陷的类型和严重程度。
2、高效性：可以在短时间内对大量管道进行检测，提高了检测效率。
3、准确性：通过精确的测量和分析漏磁场的变化，可以准确地确定缺陷的 位置和大小。
4、广泛适用性：适用于各种形状和材料的管道，具有广泛的应用前景。
三、漏磁检测量化技术的原理、 方法和应用
1、漏磁检测量化技术的原理
漏磁检测量化技术是通过数学模型和算法对漏磁场进行测量和分析的方法。 首先，通过传感器测量漏磁场的变化，然后通过算法对测量数据进行处理和分析， 提取出与缺陷相关的特征信息。这些特征信息包括缺陷的位置、大小、形状等， 可以用于评估缺陷的严重程度和制定相应的修复措施。
3、漏磁检测量化技术的应用
漏磁检测量化技术被广泛应用于各种管道的缺陷检测。例如，在石油和天然 气管道中，漏磁检测可以用于检测裂纹、腐蚀等缺陷；在电力传输管道中，漏磁 检测可以用于检测变形、裂纹等缺陷；在航空航天领域中，漏磁检测可以用于检 测飞机和火箭发动机中的缺陷。此外，漏磁检测还可以与其他无损检测技术结合 使用，提高检测效率和准确性。
2、受管道形状和尺寸影响：不 同形状和尺寸的管道可能会影响 漏磁信号的分布和强度
为了克服这些局限性，未来可以进一步研究以下方向：
1、提高磁场抗干扰能力：通过改进漏磁检测器的设计和材料，提高其对磁 场干扰的抗干扰能力。

油管缺陷漏磁场有限元分析

油管缺陷漏磁场有限元分析
（） ３
１ 非线性磁 场的有 限元控制方程
漏磁检 测装置 结构见 文献 ［ ］图 １励磁 线 圈通 ８ ，
收稿 日期 ： ０ ６—１ ０ ２０ ０— ９
确定 。 对于非 线性铁 磁材 料 ， 是 的函数
＝
ｌ Ｉ ）
（） ４
在 有 限元法 求 解 的过 程 中 ， 式 （ ）进 行 离 散 对 １
实现检测 自动化， 目前最普遍 的一种检测方法¨。 是
漏磁检测模型 中， 钢管是 导体 ， 动产生的涡 运 随着计算机技术的发展 ， 新一代的漏磁检测设备正朝 流， 同励 磁 电流叠加 在一 起 ， 钢管 壁 内 的磁 通 密度 对 着高速检测 ， 量 化评 价 的方 向发展 。对缺 陷进 产 生影 响 。 于这类 运动 电磁 问题 ， 定 对 需要 建立 瞬态 模
行定量化分 析 ， 建立缺 陷 信号 样本 库 ， 须 采集 大 量 的 型进行 分析 。 求解 含有运 动 的瞬态 电磁 问题 ， 一般 采 信号样本进行学 习和 比对 。由于实际 中缺陷形状 用 时 步有 限元 法 。 建立 运 动带 将 静 止物 体 和运 动 多种多样 ， 物理 实验 很难 获 得足 够 的样 本 ， 借 助 于 物 体分 开 ， 每一 个 时 间 步对 运 动 带 内的物 体 重 新 须 在 仿真分析 的手段 。 自从 Ｌｒ ｗ 将有 限元 技术 应用 剖 分 ， 保证 缺陷 附近 区域 的求 解精 度 。 Ｊｄ ０ 来 当忽略位 移 于漏磁场 的仿真分析后 ， 内外学 者们 通过有 限元 方 电流 时 ， 国 有源 磁 场 问题 的麦 克斯 韦 方 程 的 微分 形 式 法获得 了丰富 的缺 陷漏磁 通信号 Ｊ并 将其应 用到 缺 ， 陷 的分类 和定量 化识 别 中。漏磁 检 测是 一种 涉 及运 动导体瞬态 电磁 问题 的技术 ， 目前 的研 究大 多基 于静

管道漏磁检测中漏磁信号与缺陷特征关系的研究

管道漏磁检测中漏磁信号与缺陷特征关系的研究
（） ４
仿真使 用 的主要材料 及相 关数据 ： 空气 相对 磁
导率为 １０ 管壁钢选 用 Ｘ ２钢 ， ．； ５ 其 一 曲线 如 图 ２ 日
所示 ， 管道直径为 ３７ ｍ， ７ ｍ 管壁厚为 ８ ｍ； ｍ 轭铁 设置
式 中 ： — 一 材料磁导率 。 — 对 于二维轴 对称情 况 ， 矢量 磁位 只有一个 分 量， 库仑 规范 Ｖ ・ ＝０自动满 足。利用矢 量恒 等
2电磁场理论漏磁检测的基本原理21是利用外加磁场使铁磁性材料被磁化当材料有缺陷时导磁率将发生变化导致磁力线弯曲畸变并有一部分磁力线扩散泄漏出材料表面通过检测该泄漏磁场变化信号就能有效地检 与仪 表
化 动 及 表，０ ，５ ）９４ 工自 化 仪 ２８３２：～１ ０ （３
中图分类号 ： Ｅ ７ 文献标识码 ： 文章编号 ：１０ －９２ ２ ０ ）２０ ３ －３ Ｔ ９３ Ａ ０ ０３ ３ （０ ８ ０ －０ ９０
１ 引 言
ｖ × ｖ × ＝ ｖ（ ・ ）一 ｖ ｖ （） ５
油 一 管道输送在 国民经济 中 占有极 为重要 的 气
控 制方 程可写为 ：
式：
为线性材料 ， 相对 导磁 率 为 １６ ０ ； 铁设置 为 线 ８ ０ 磁 ０
收稿 日期 ：０ ７０ －８ ２０ －８２
基金项目： 国家 自 然科学基金资助项 目（０ ２ ０ １ ６ ３ ７０ ）
维普资讯
・
４ ０・
化 工
自 动 化 及 仪 表
别。 ２ 电磁 场 理 论 漏 磁 检 测 的基 本 原 理 利 用 外 加 磁 场 使 铁 ０是
Ｂ
（） ６
采用 圆柱坐标 系 （ ， ，）， 于轴对 称情况 ， ｒ０ 对 式 （） ６ 可简化为 ：

管道内外壁缺陷检测的研究

管道内外壁缺陷检测的研究

管道内外壁缺陷检测的研究本文讨论了通过漏磁检测和识别管道内外壁缺陷的方法。

检测器以一定的速度通过缺陷,在缺陷处产生剩余漏磁场,通过霍尔元件检测到的信号频率与幅值来判断缺陷的大小、形状、还有内外壁分布。

研究结果显示漏磁信号的不同特性是管道内外壁缺陷检测与识别的一种手段,它提高了缺陷判断的完整性。

标签：缺陷检测内外缺陷剩余漏磁通0 引言漏磁检测作为管道在线检测技术被广泛使用[1]。

漏磁检测技术成功地克服了传输管道检测中,面临的实际问题。

在线检测器最早用于检测和判断腐蚀缺陷。

最近,检测器发展到可以检测和判断其他缺陷,例如机械损伤和裂缝。

但仍然有一些问题没有被解决,例如判断缺陷大小和形状以及缺陷内外壁分布区别等等。

因此,很多研究人员从事着提高缺陷判断完整性的工作,本文讨论了油气管道内外壁缺陷的检测与识别。

1 管道磁化分析在无损检测(NDT)系统中,管道漏磁检测(MFL)方法被广泛用于检测地下油气管道的金属损失[2-4]。

在这个系统中磁化装置包括永磁铁、轭铁、钢刷、传感器模块,其功能主要是与待测石油管道一起构成励磁回路,对被测管壁进行磁化,使管壁内产生饱和磁通,通过传感器模块内霍尔探头采集检测缺陷区域的漏磁信号,如图1所示。

在检测器的励磁部分达到了很高的磁化水平,以达到管壁磁饱和,增加信号采集的灵敏度。

在检测器的信号采集部分采用了两组探头,前组探头位于两磁极之间,测量饱和状态下漏磁场信号;后组探头采用高灵敏度的传感器,放置于磁化装置的后面,检测剩磁信号,实验设备如图2所示。

并且每组探头里都放置了轴向阵列传感器和径向阵列传感器,获取缺陷的轴向和径向管道漏磁信号。

所有传感器检测信号都通过USB接口发送到计算机。

检测器运行在不同的位置时被测量点的磁场变化,如图3所示。

当检测器通过管道时,通过传感器装置测量缺陷区域磁场的变化。

2 实验实验选用一根管径325mm管壁厚7mm的X52钢管,并在管道内外表面人为制作几个类型的缺陷。

漏磁探伤规律用于油气管道缺陷检测的探究

漏磁探伤规律用于油气管道缺陷检测的探究

漏磁探伤规律用于油气管道缺陷检测的探究摘要：本文将从当前油气管道的概况出发，阐述漏磁检测方法与漏磁探伤规律，对检测油气管道缺陷中运用漏磁探伤规律的策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地检测出油气管道的缺陷。

关键词：缺陷检测；漏磁探伤；油气管道引言基于对漏磁场的探测，能够得到缺陷部位的漏磁场量值，实现油气管道的缺陷量化与智能化识别，为油气管道的各项检测与修理工作提供可靠数据参考，具有较强实用性。

因此，研究检测油气管道缺陷中运用漏磁探伤规律的策略具有一定现实意义。

一、当前油气管道的概况油气管道的运输具备成本低、安全性高以及运量大等诸多优点，是对油气产品进行运输的有效方式之一。

现阶段，油气管道步入高压运输期，比如国内西气东输已经达到10兆帕的管道运输压力，国外的部分油气输送甚至超过了15兆帕的管道运输压力。

在进行服役时，油气管道因意外损伤、日常磨损与腐蚀等情况，或多或少都会产生各种缺陷，有时甚至会导致泄露事故的产生，若不做好平时的检测和维修，不但会使油气产品供应与输送受到影响，而且容易导致输送系统整体瘫痪并出现重大安全事故。

作为一种新型检测技术，漏磁探伤检测技术开始被油气管道的缺陷检测广泛应用。

二、漏磁检测方法与漏磁探伤规律（一）漏磁检测的方法现阶段，在检测油井管方面，漏磁检测方法的发展十分迅速，能够对管体的磨损、孔洞与裂纹的多种不同缺陷进行有效检测。

借助磁敏感元件对油井管中的漏磁场进行探测，得到缺陷漏磁场对应的值，然后将缺陷量化，从而做到智能化地识别油井管缺陷。

一般来说，油井管若具有不同的结构，那么其缺陷的特点也存在较大差异，这使得壁厚减薄法、局部缺陷法等多种检测方法形成并得到运用。

其中，局部缺陷法主要是在油气管道的局部表面上对漏磁场展开检测，得到相应的信息，通常可以将磁场局部的孔洞与裂缝等多种跳变缺陷充分检测出来。

而壁厚减薄法主要在磁化回路里对主磁通产生的变化进行测量并得到相应信息，通常可以将导致壁厚减薄的大范围腐蚀与磨损油气管道等缺陷充分检测出来。

管道缺陷漏磁场和缺陷尺寸关系的研究

管道缺陷漏磁场和缺陷尺寸关系的研究

科研成果与学术交流无损检测2005年第27卷第8期管道缺陷漏磁场和缺陷尺寸关系的研究蒋 奇,隋青美,高 瑞(山东大学控制科学与工程学院,济南 250061)摘 要:针对油气管道腐蚀缺陷定量分析精度很难提高的现状,根据腐蚀缺陷评价标准,定义缺陷外形尺寸,设计现场检测试验,并制作大量不同类别的样本缺陷用于实际检测试验。

分析了大量缺陷漏磁场数据,选取了量化缺陷外形的漏磁场特征,给出了缺陷外形和漏磁场特征的关系曲线。

试验得出这些特征可有效量化缺陷外形尺寸。

关键词:漏磁检测;缺陷尺寸;定量分析;管道中图分类号:T G115.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2005)08-0396-03A Study on the Relationship Between Defect Size andMagnetic Flux Leakage Field of PipelineJIANG Qi,SUI Qing-mei,GAO Rui(Schoo l of Contr ol Science and Eng ineering,Shandong U niversity,Jinan250061,China) Abstract:T he quantit ative analysis of er osio n defect in oi-l gas pipeline w as ver y difficult.A cco rding to the estimation criterio n of pipeline er osio n defect,the dimension o f pipeline defect was defined,furthermo re,lots o f artif icial defects w ere tested and compared.T he relatio nship betw een magnetic flux leakag e data of pipeline defects and t he size of defects was analyzed.So me features o f mag netic flux leakag e w ere used to analy ze the leng th,width, depth o f defects and their r elatio nship was giv en.Ex per imental results prov ed that the metho d of defect size analy sis was effect ive.Keywords:M agnetic flux leakage testing;Defect size;Q uantitative analysis;P ipeline应用漏磁检测技术对油气管道腐蚀缺陷进行检测,通常是将自带永久磁铁的漏磁检测仪送入管道,进行在线实时检测并存储漏磁场数据,然后进行分析以获得腐蚀缺陷信息。

利用有限元法分析管道内缺陷尺寸与漏磁场的关系

利用有限元法分析管道内缺陷尺寸与漏磁场的关系

利用有限元法分析管道内缺陷尺寸与漏磁场的关系高慧【摘要】针对油气管道腐蚀缺陷定量分析精度很难提高的现状,通过有限元仿真分析方法,研究管道内缺陷尺寸与漏磁场分布之间的关系,给出了缺陷深度、宽度、长度对漏磁信号特征的影响规律,为提高管道缺陷量化分析精度提供了理论依据.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P191-193,201)【关键词】漏磁检测;管道腐蚀缺陷尺寸;漏磁场;有限元分析【作者】高慧【作者单位】中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院,山东东营 257017【正文语种】中文【中图分类】TQ050应用漏磁检测技术对油气管道腐蚀缺陷进行内检测，是目前常用的检测方法之一[1]。

当管壁中存在腐蚀缺陷时，磁通会泄漏到管壁表面，形成漏磁通。

传感器采集到的漏磁场信号的特征与缺陷外形密切相关[2]，由于缺陷的种类、形状十分复杂，缺陷几何形状与尺寸的不同可能会产生不同或相似的磁场分布，因此无法直接从漏磁场信号的外形判断缺陷的外形参数。

本文在现有缺陷漏磁场理论研究的基础上，建立有限元仿真模型，模拟实际管道漏磁检测系统结构及其工作状态下的缺陷漏磁场分布情况，为提高管道缺陷量化分析精度提供理论依据。

1 建立有限元仿真模型以管道轴向磁化作为研究对象，运用Opera-3D软件对油气管道腐蚀缺陷漏磁场进行有限元仿真实验[3]。

实际管道与检测器的三维模型中，外侧圆柱筒为实际测量管道，在管道内部均匀分布有六套检测模块，每一套模块都是由永磁体与背铁组成。

三维管道模型及检测模块轴向截面如图1所示。

图1 三维管道模型及检测模块轴向截面2 仿真分析缺陷仿真参数包括：管径为457 mm，管壁厚度为14.6 mm（下面用P代表管壁厚度）；牵拉速度为1 m/s；传感器位于管道内表面提离值4 mm处。

2.1 缺陷深度与漏磁场的关系管道的损坏和腐蚀程度主要与缺陷深度有关，是评价腐蚀管线剩余强度的主要指标。

漏磁探伤规律用于油气管道的缺陷检测

漏磁探伤规律用于油气管道的缺陷检测

漏磁探伤规律用于油气管道的缺陷检测毕建伟【摘要】油气管道在服役过程中会产生某些类型的缺陷,根据缺陷性质和产生的部位,采用超声、磁粉、涡流、漏磁等无损检测方法对管道缺陷进行检测,其中漏磁检测是比较好的检测方法,可检测管体的裂纹、孔洞、磨损等缺陷.通过探测漏磁场来获取缺陷漏磁场的量值,从而可对缺陷进行量化,实现缺陷识别智能化.漏磁探伤有以下规律性:同等大小的缺陷,上端距工件表面距离越近,产生的漏磁场越大;缺陷方向越接近垂直于磁场方向,漏磁场越大;同样宽度的缺陷,如果深度不同,产生的漏磁场不同.对检测波形进行分析,验证了漏磁检测的规律性,为实施油气管道整体评价提供了依据.%Some types of defects will be produced in the service of oil and gas pipelines. Defects are detected by ultrasonic, magnetic powder, eddy current, magnetic flux leakage and other non destructive testing methods according to the nature of the defects and the parts produced. The magnetic flux leakage detection method can detect the crack, hole, wear and other defects of the pipe body. By detecting the leakage magnetic field, the value of the magnetic flux leakage field can be obtained, and the defects can be quantified,and the intelli-gent of the defect identification can be realized.Magnetic flux leakage testing has the follow-ing rules:The same size of the defect, the upper end of the distance from the surface of the work piece closer, resulting in leakage of magnetic field, the more close to the direction of the defect perpendicular to the direction of the magnetic field, the larger the leakage field;The same width of the defect, if the depth of the different, resulting from the leakage of magnetic field isdifferent. Through the analysis of the test waveform, the three rules of the magnetic flux leakage detection are verified, which provides a basis for the implementation of the overall evaluation of the oil and gas pipeline.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】4页(P90-92,96)【关键词】油气管道;缺陷;漏磁检测;油气管道分级;规律性【作者】毕建伟【作者单位】中国石油化工股份有限公司天然气分公司【正文语种】中文1中国石油化工股份有限公司天然气分公司在油田生产作业中，油气管道服役条件恶劣。

管道内外壁缺陷的漏磁检测

管道内外壁缺陷的漏磁检测

管道内外壁缺陷的漏磁检测戴光;吴忠义;朱祥军;杨志军;刘玉琢【摘要】为了更好地进行现场检测及缺陷定量分析,并探究缺陷类型及深度对漏磁场信号的影响,根据标准NB/T 47013.12-2015制备管件校准试件、对比试件和裂纹试件.利用可变径管道外壁的漏磁检测仪器对存在点蚀、裂纹等缺陷的38.1,50.8,76.2,101.6 mm 共4种管径的试件进行漏磁检测.结果表明,管外壁缺陷漏磁场信号强于内壁缺陷信号,内外壁漏磁场信号均随缺陷深度的增加而增强,槽形缺陷的漏磁场信号强于球形缺陷的漏磁场信号.%In order to better undertake field detection and quantitative analysis of defects,it is urgent to explore the effect of the type and depth of defects on the leakage magnetic field signal.According to the standard of NB/T 47013.12-2015,the pipeline calibration specimen and the contrast specimen and the crack specimen were prepared. The diameter-variable magnetic flux leakage testing device outside pipeline was carried out on the pipe diameter of38.1,50.8,76.2,101.6 mm,which were small defects such as pitting and crack.The experimental results show that the leakage magnetic field signal of the outer wall defect is stronger than that of the inner wall;the leakage magnetic field signal of the inner and outer wall is enhanced with the increase of the defect depth;the leakage magnetic field signal of the groove defect is stronger than that of the spherical defect.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】6页(P19-23,28)【关键词】管道;漏磁检测;缺陷;定量分析【作者】戴光;吴忠义;朱祥军;杨志军;刘玉琢【作者单位】东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318;东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318;中石油川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院,广汉618300;东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318;东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TG115.28管道运输已成为石油和天然气传输的首选方式，在国民经济发展的运输任务中起着不可替代的作用[1]。

油管缺陷参数对漏磁场的影响分析

油管缺陷参数对漏磁场的影响分析

油管缺陷参数对漏磁场的影响分析蹇清平;赵江;王斌;张攀;艾志久【摘要】铁磁构件缺陷参数对漏磁场的影响较复杂,磁荷模型在理论上可以定量分析该磁场问题,但只能适用于简单缺陷形状情况.因此,采用有限元数值计算技术更具灵活性.为了进一步分析油管缺陷参数对漏磁场的影响,建立了油管缺陷漏磁场仿真模型,研究了裂纹深度、裂纹宽度、裂纹深宽比、裂纹倾角对漏磁场的影响.分析结果表明:漏磁场强度随油管缺陷裂纹宽度的减小或裂纹深度、裂纹角度的增加而增强;对于深度比,相对于裂纹宽度,裂纹深度对漏磁场的影响更明显.仿真结果为缺陷检测系统设计和缺陷信号分析提供了参考.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P15-17,29)【关键词】缺陷;有限元;漏磁场;油管【作者】蹇清平;赵江;王斌;张攀;艾志久【作者单位】西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500;金牛工程建设有限责任公司,新疆克拉玛依 834000;金牛工程建设有限责任公司,新疆克拉玛依 834000;西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500;西南石油大学机电工程学院,四川成都 610500【正文语种】中文【中图分类】TG1150 引言油管广泛应用于石油工业，作为采油过程的重要工具，其工作条件恶劣，容易发生腐蚀、疲劳破坏、缺陷扩展等情况，易造成重大安全事故和经济损失。

漏磁检测[1]油管缺陷方法以其具有良好的检测速度和精度而被广泛应用。

由于实际情形下油管裂纹的形态、尺寸各异，为定性定量评价缺陷带来了挑战，缺陷轮廓参数对油管的分级处理和修复具有重要的影响作用，同时对油管漏磁检测系统的设计具有重要的指导意义。

为了进一步探究油管缺陷与漏磁场的关系，采用有限元方法研究了裂纹轮廓尺寸对漏磁的影响[2-4]。

1 漏磁场有限元分析电磁场的分析问题实际上是在给定的边界条件下，对麦克斯韦方程组的求解问题。

麦克斯韦方程组是研究宏观电磁学问题的基础，也是电磁场有限元[5-6]分析的依据。

管道漏磁检测中数据压缩及缺陷定量识别技术的研究的开题报告

管道漏磁检测中数据压缩及缺陷定量识别技术的研究的开题报告

管道漏磁检测中数据压缩及缺陷定量识别技术的研究的开题报告一、研究背景和意义近年来，随着工业化程度的提高，管道相关设备的使用越来越广泛。

而管道设备的安全、可靠、高效运行对工业生产起到非常重要的作用。

其中，管道漏磁检测是管道设备维护和故障排除的重要手段之一。

漏磁检测技术通过对管道设备表面磁场的监测，来检测管道设备表面有无裂纹、疲劳损伤等缺陷，及时排除故障，保障生产安全。

然而，在大量数据的处理、分析和辨识过程中，传统的漏磁检测方法存在着数据处理量大、效率低、性能差等问题。

为此，研究管道漏磁检测中数据压缩及缺陷定量识别技术，不仅可以提高管道漏磁检测的效率和准确性，而且对于推动工业自动化水平、提高工业设备运行的可靠性和安全性也具有积极的意义。

二、研究内容和方法研究内容：（1）分析管道漏磁检测中存在的问题和需求，探讨现有数据压缩及缺陷定量识别技术的局限性和不足。

（2）研究基于小波变换的管道漏磁数据压缩方法，将数据降维和滤波处理后，提高数据处理和分析的效率和精度。

（3）研究基于机器学习的管道漏磁缺陷定量识别方法，通过分析和处理管道表面磁场模式，利用模式识别技术建立缺陷模型，实现对不同类型的缺陷进行定量化识别。

研究方法：（1）文献综述、现状分析和问题分析：在对现有工业规范和管道漏磁检测技术的研究基础上，剖析管道漏磁检测中存在的问题和需求，以及现有数据压缩及缺陷定量识别技术的局限性和不足，为后续研究提供理论基础。

（2）小波变换理论和算法研究：研究小波变换的理论基础和算法原理，利用小波变换技术挖掘和提取管道漏磁数据中的关键模式和信息，以实现数据压缩和降维。

（3）机器学习理论和算法研究：基于机器学习技术，研究管道漏磁检测中缺陷类型的分类问题，建立缺陷识别模型，将缺陷类型进行定量化标准化，提高识别精度和效率。

（4）实验验证和结果分析：利用多组实验数据对所提出的数据压缩及缺陷定量识别技术进行实验验证，并对实验结果进行数据分析和结果评估。

长输油气管道漏磁内检测技术研究

长输油气管道漏磁内检测技术研究

长输油气管道漏磁内检测技术研究摘要：随着油气能源需求的不断增长，用于液体和天然气能源输送的长距离输送管道建设也在发展。

作为油气输送的长距离管道，在安装和长期运行过程中，由于管道制造过程中的缺陷、地下管道地壳变化引起的管道变形、地下管道长期腐蚀等原因，导致管道严重变形和损坏。

为防止管道运行过程中出现安全问题，消除安全隐患，相关单位将定期对长输管道进行检查。

在众多管道检测技术中，漏磁检测（mflMFL）因其可靠性高、使用方便等优点而广泛应用于管道损伤和缺陷检测。

关键词：长输油气;管道漏磁内;检测技术;研究1管道漏磁内检测系统组成1.1驱动模块驱动模块主要由多个驱动皮碗组成。

检测器安装在油气管道中检测器在油气管道中运行，。

在驱动皮碗的作用下，前部和后部之间的压力差被建立，以沿管道向前推动检测器。

驱动力必须大于检测器和管道内壁之间的摩擦阻力和磁吸附力。

驱动皮碗通常放置在漏磁内部检测器的前端，与其他皮碗一起作为电源，并支撑整个检测器与管道轴线同心。

管道漏磁内部检测器一般有多个皮碗，主要用于检测器通过三通管、阀门等。

当检测器运行到三通管时，由于三通管的分流作用，驱动皮碗的驱动力瞬间减小。

此时，第二驱动皮碗需要向前提供检测器的驱动力。

应注意，两个相邻驱动皮碗之间的距离必须足够大。

1.2磁化模块磁化模块主要由永磁体或电池供电电磁铁组成。

固定在磁化器上的钢刷紧密附着在管道内壁上，将磁场传导到管道壁上。

漏磁内部检测器的单个磁化模块可以磁化管壁的一部分，阵列的磁化模块一起工作以覆盖管周向的大部分区域。

与电磁铁相比，永磁体是永久磁化的，无需电源，广泛应用于漏磁内部检测器。

基于永磁励磁结构的内部检测器，永磁模块包括一对磁体、磁轭和钢刷。

1.3传感器模块传感模块主要由霍尔元件或漆包线圈、支撑件、耐磨件、电子系统等组成。

漏磁传感器记录检测过程中的漏磁信号，其中包含管道金属损耗的缺陷信息。

漏磁传感器位于磁路两极中间，将采集到的漏磁信号转换为电信号，并通过后续数据采集和处理对管道金属损耗进行识别和量化。

基于漏磁检测的缺陷量化方法

基于漏磁检测的缺陷量化方法

基于漏磁检测的缺陷量化方法摘要：油管漏磁检测技术作为一种应用广泛的电磁无损检测技术，在保证油田安全生产方面具有重要的作用。

实际上，漏磁检测信号与缺陷外形尺寸之间的关系呈非线性，因此为建立缺陷与漏磁检测信号的关系，必须同时考虑多种因素。

而鉴于影响漏磁检测信号的因素较多，人们也从诸如提离值、管道压力等方面对缺陷漏磁场进行研究。

关键词：基于漏磁检测；缺陷量化方法前言基于漏磁原理检测到的铁磁材料制成的管道、器皿等存在缺陷的信号，常简称为漏磁检测信号或漏磁信号。

对漏磁检测信号的量化过程，即根据漏磁检测信号确定出对应缺陷的长、宽、深等尺寸的过程，称为对漏磁检测信号的反演过程。

在该过程中，仅漏磁场已知，而需要确定的缺陷形状、尺寸等参数有若干个;并且对于不同几何形状、不同尺寸的缺陷，还可能产生相似的磁场分布。

因此，漏磁检测信号的反演结果并不唯一。

在国内外，不同领域的专业人士从不同角度出发提出不同的检测方法，为漏磁检测信号的量化提供这样或那样的依据。

1、缺陷量化方法概述漏磁检测定量计算的方法分为直接法和间接法。

直接法无法得到唯一、稳定的解，故实际中很少采用。

间接法又分为映射法和信号分类法，其中映射法又细分为统计法和人工神经网络法。

而信号分类法属于定性方法，不直接给出缺陷的外形尺寸。

鉴于此，本文主要介绍间接方法中的映射法，即以统计或神经网络对铁磁材料缺陷漏磁信号进行量化的方法。

2、统计法通过多个特征量来决定缺陷的某一个特征参数，而这多个特征量之间又存在非线性的关联关系。

对于这一类的问题，可以利用统计学中的多元非线性回归方法、主成分分析方法、线性模式分类器和非线性判别函数等方法加以解决。

在对漏磁检测信号进行统计识别前，必须先进行预处理，然后再从中抽取出能够定量反映缺陷形状的特征量。

统计识别方法的准确性，由训练模式样本与未知模式样本间的一致性、特征抽取的准确性等多个因素决定，实现的关键在于特征量的选取。

2002年，蒋奇等人利用主成分分析法简化判别缺陷外形尺寸的漏磁场特征量，提出利用多元非线性回归、非线性判别函数等统计识别方法分析缺陷漏磁场的特征量，给出了识别缺陷的长、宽、深的数学模型。

油管缺陷漏磁检测与信号分析研究的开题报告

油管缺陷漏磁检测与信号分析研究的开题报告

油管缺陷漏磁检测与信号分析研究的开题报告
一、研究背景
管道主要用于输送各种液体、气体及固体颗粒。

在输送过程中，由于管道材质老化、腐蚀、介质腐蚀等原因造成的管道缺陷，可能引起管道泄漏、断裂等安全事故，严重损害人民生命财产安全和环境生态。

为了避免这种情况发生，在管道运行过程中及时发现和处理管道缺陷十分重要。

油管的缺陷漏磁检测技术是一种非接触的探伤方法，已经广泛应用于各种管道的缺陷检测中。

相比于传统的检测方法，油管缺陷漏磁检测技术具有诊断速度快、结果准确可靠、不会破坏管道等优点，大大提高了安全性和经济性。

二、研究目的
本研究旨在探讨油管缺陷漏磁检测技术的原理、检测方法、信号分析等方面，进一步提高油管缺陷的检测效率和准确性，从而保障油管运行的安全稳定。

三、研究内容
1. 油管缺陷漏磁检测技术的原理和基本实现方法；
2. 各种油管缺陷类型的诊断方法及其实验研究；
3. 缺陷扫描数据的预处理、特征提取及信号处理方法；
4. 缺陷检测系统的构建和实现；
5. 实验数据分析及实验结果分析。

四、研究方法
本研究采用文献调研、实验分析等方法，通过对油管缺陷漏磁检测技术的原理、缺陷诊断方法和信号分析等方面进行研究，提出一套完整的油管缺陷检测系统，并通过实验验证。

五、研究意义
油管缺陷在输送过程中很可能会引起安全事故，对人民生命财产安全和环境造成严重威胁。

油管缺陷漏磁检测技术的应用可以有效避免这种情况的发生，保障油管运行的安全和稳定。

本研究的成果可以为油管缺陷检测技术的研究和应用提供理论和实验基础，具有重要的理论和实用价值。

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科研成果与学术交流无损检测2005年第27卷第8期管道缺陷漏磁场和缺陷尺寸关系的研究蒋 奇,隋青美,高 瑞(山东大学控制科学与工程学院,济南 250061)摘 要:针对油气管道腐蚀缺陷定量分析精度很难提高的现状,根据腐蚀缺陷评价标准,定义缺陷外形尺寸,设计现场检测试验,并制作大量不同类别的样本缺陷用于实际检测试验。

分析了大量缺陷漏磁场数据,选取了量化缺陷外形的漏磁场特征,给出了缺陷外形和漏磁场特征的关系曲线。

试验得出这些特征可有效量化缺陷外形尺寸。

关键词:漏磁检测;缺陷尺寸;定量分析;管道中图分类号:T G115.28 文献标识码:A 文章编号:1000-6656(2005)08-0396-03A Study on the Relationship Between Defect Size andMagnetic Flux Leakage Field of PipelineJIANG Qi,SUI Qing-mei,GAO Rui(Schoo l of Contr ol Science and Eng ineering,Shandong U niversity,Jinan250061,China) Abstract:T he quantit ative analysis of er osio n defect in oi-l gas pipeline w as ver y difficult.A cco rding to the estimation criterio n of pipeline er osio n defect,the dimension o f pipeline defect was defined,furthermo re,lots o f artif icial defects w ere tested and compared.T he relatio nship betw een magnetic flux leakag e data of pipeline defects and t he size of defects was analyzed.So me features o f mag netic flux leakag e w ere used to analy ze the leng th,width, depth o f defects and their r elatio nship was giv en.Ex per imental results prov ed that the metho d of defect size analy sis was effect ive.Keywords:M agnetic flux leakage testing;Defect size;Q uantitative analysis;P ipeline应用漏磁检测技术对油气管道腐蚀缺陷进行检测,通常是将自带永久磁铁的漏磁检测仪送入管道,进行在线实时检测并存储漏磁场数据,然后进行分析以获得腐蚀缺陷信息。

由缺陷漏磁场理论知,漏磁场和缺陷外形之间的关系复杂。

为定量分析腐蚀缺陷,笔者制作大量人工缺陷,通过对管道轴向磁化,进行漏磁场检测试验,撷取漏磁场的关键特征,得出缺陷漏磁场特征参数与外形尺寸之间关系,实现对油气管道腐蚀缺陷的定量分析,为业主了解和维护管道腐蚀状况提供参考[1]。

1 腐蚀缺陷检测试验设计由于实际现场检测的条件变化和自然腐蚀缺陷的复杂多样,因此在进行试验研究分析时,制作的对收稿日期:2004-06-14比缺陷要尽可能与自然缺陷特征接近,同时要有利于缺陷漏磁场特征分析。

对自然缺陷,依据腐蚀缺陷的评定等级和腐蚀破坏失效公式,可用最大深度、最大长度和最大宽度来定义缺陷的深、长、宽(图1)。

制作满足上述要求和便于漏磁场分析的矩形、圆形和部分椭圆形人工缺陷,缺陷类型分为深度系列(管道壁厚的10%, 20%,35%,50%,65%和80%),长度系列(5,10, 20,30,40和90mm)和宽度系列(5,10,20,30,40图1 腐蚀缺陷尺寸3962005年第27卷第8期和90mm),同时缺陷的长宽比也呈系列变化。

为了有效地分析漏磁场数据,建立缺陷判别数学模型,对制作的缺陷漏磁场用磁场特斯拉计进行静态测试。

为模拟现场检测中检测仪在地下管道内受高压气体或液体驱动的状况,采用绞车牵引连接在检测仪上的钢丝绳来作为检测仪前进的驱动装置,进行缺陷漏磁场实际动态测试。

绞车速度可调,以助于对比分析缺陷静态和动态漏磁场以及动态漏磁场与检测仪移动速度的关系。

2 漏磁场与缺陷尺寸的关系试验中的检测仪牵引速度为1m/s,管道材料20钢,外径273m m,厚度14.3m m 。

管道经轴向磁化后,缺陷处产生的漏磁场是个空间矢量,轴对称管道常分解为垂直法向分量(径向分量)和水平切向分量(轴向分量)进行分析,国内多倾向于法向分量研究。

在此选取测量漏磁场的切向分量来分析和对比研究。

利用磁偶极子模型对矩形槽缺陷描述漏磁场切向分量为[2]H y = s ln[(x +b)2+(y +h)2][(x -b)2+y 2][(x +b)2+y 2][(x -b)2+(y +h)2]式中 s 磁荷线密度h 缺陷深度b 缺陷长度的一半检测仪实际检测和插值后的缺陷漏磁场切向分量如图2所示。

由图2可见漏磁场的切向分量在缺陷中心线上方有极大值;从缺陷中心到边缘,分量左右对称,大小迅速下降。

图2 缺陷漏磁场三维插值图2.1 缺陷长度与漏磁场的关系由于管道沿缺陷长度方向磁化,管道上缺陷边界处漏磁场发生突变和泄漏。

因此,缺陷长度越长,突变点之间距离越大,即缺陷漏磁场的跨度越大;同时漏磁场的幅度值也降低,信号变平缓。

图3为矩形缺陷不同长度的漏磁场大小,其缺陷宽度为20mm,深度为5m m,35%管壁厚度处,长度变化从图3 矩形缺陷长度系列漏磁场左到右为120,92,61,40,30,9.8和6mm 。

沿轴向距离提取如图4所示的最强的缺陷漏磁场信号,通过试验选取有助于分析缺陷尺寸的漏磁场特征,定义漏磁场特征参数为漏磁场轴向峰谷高m,漏磁场轴向谷宽n;漏磁场轴向微分峰谷长P ,漏磁场轴向微分峰谷高q 。

漏磁场进行一次微分后,可以增大高频部分,同时反映出其变化率,有助于撷取沿长度方向缺陷的边界特征。

通过对比研究,得出量化缺陷长度的漏磁场特征量为n 和q 。

它们不受缺陷深度和宽度的影响,只与缺陷长度有关,与缺陷长度之间呈近似线性关系(图5)。

图5中黑点是缺陷长度对应的特征值大小,由于测量误差和干扰等因素,使得同一长度的缺陷特征值会有些波动。

比较n 和q ,排除缺陷加工和系统误差等因素影响,得到漏磁场轴向微分峰谷之间距离和缺陷长度之间的线性关系更明显,在实际缺陷长度评价中,主要撷取这一特征即可。

(a)轴向波形(b)轴向微分波形图4 缺陷漏磁场轴向波形特征(a)缺陷长度与P 关系(b)缺陷长度与n 关系图5 缺陷长度与漏磁场特征关系2.2 缺陷宽度与漏磁场的关系由于磁化方向与缺陷宽度方向垂直,因此对长宽比越小的缺陷,漏磁场越明显。

随着缺陷宽度增大,漏磁场周向分布增大,但同时漏磁场幅值也增大。

研究发现,撷取漏磁场周向分布特征,并与漏磁3972005年第27卷第8期场幅值对比可以有效地量化缺陷宽度。

为此,从图1侧视方向提取缺陷漏磁场信号最强的一个曲线,并截取设定阈值G 之上的信号宽度S 作为量化缺陷宽度的漏磁场特征,其中G 是漏磁场峰谷高m 的固定百分比(图6),试验验证缺陷宽度和信号宽度S 之间的关系(图7)。

由图7可见同一宽度的特征值S 有所不同,主要是受缺陷深度和长度的影响。

改变缺陷长度和深度,发现特征值S 变化在一定范围内,因此该特征值可有效评判缺陷宽度。

图6 缺陷漏磁场信号侧视 方向提取及特征参数图7 缺陷宽度与漏磁场 特征关系2.3 缺陷深度与漏磁场关系试验研究发现,漏磁场的m 和q 大体决定缺陷的深度,其中利用m 评价量化缺陷深度更有效。

图8可见m 与缺陷深度整体呈线性关系(图8a 中虚线),但在各缺陷深度时,受缺陷宽度和长度变化影响,m 上下波动较大。

因此,考虑缺陷的宽长比对缺陷深度的影响更有利于缺陷深度的确定。

图8b 首先计算缺陷宽度与长度比值,然后找出其比值和缺陷深度之间的关系。

由此可见,缺陷宽长比与深度的关系和漏磁场m 与缺陷深度的关系比较近似。

为此,量化缺陷深度时,对每个缺陷深度的漏磁场m 值,用缺陷宽长比来补偿修正,以得到缺陷深度仅与漏磁场m 成某一固定的关系,图8曲线上的黑点代表每个缺陷。

(a)缺陷深度与m 关系(b)缺陷深度与宽长比关系图8 缺陷深度与漏磁场的关系3 总结通过大量缺陷样本试验,研究缺陷漏磁场特征。

试验研究发现,定量计算缺陷长度较容易,精度较高,宽度和深度相对较复杂。

以上试验数据都是在检测仪速度1m/s 情况下获得的动态漏磁场,然而由理论研究可知[3],速度变化对漏磁场变化有影响,速度越快影响越大,同时也会使计算的漏磁场特征值稍有变化。

影响缺陷漏磁场除了检测仪速度外,还有如磁化强度、管道材质等因素。

为了提高缺陷量化精度,必须将影响漏磁场的这些因素进行消除。

通过试验和撷取的漏磁场特征对缺陷外形量化,发现不考虑这些因素影响,缺陷长度精度不变化,宽度(下转第401页)中国机械工程学会无损检测分会无损检测Ⅲ级(高级)人员取证培训班通 知学会定于2005年12月5-18日(12月4日报到)举办一期超声、射线、磁粉、渗透Ⅲ级人员培训考试班。

经考试合格发给本会与德国NDT 学会互认的,机械、核工业、水利、电力、煤炭、石油、天然气、建筑和钢结构等部门认可的Ⅲ级人员资格证书。

报考资格:按GB 9445标准规定,理工科大学(本科)毕业,具有本专业方法1a(年)以上实践经验,并已取得Ⅱ级证书者(没有Ⅱ级证书者,需具有2.5a 以上实践经验);理工科大专毕业,具有本专业方法2a 以上实践经验,并已取得Ⅱ级证书者(没有Ⅱ级证书者,需有3.5a 以上实践经验);其他学历人员,具有Ⅱ级证书,并有4a 以上实践经验。

考试内容:笔试 基础知识 专业方法知识 和 实践能力 (编制典型工件及构件的NDT 工艺;未取得Ⅱ级证书者尚需进行 实践操作 考试)。

背景材料:报考人员在考前需提供本人从事所报考方法的技术经验总结材料一份及实践经历证明和健康证明材料各一份。

考生还需填写秘书处发给的报考申请表一份及证件照片3张(每种方法)。

收费:培训及资料费1000元/每种方法,考试费600元/每种方法(每人一次限考两种);同时考两种方法费用为2800元;直接考试,不参加培训,只收考试费。

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