石油管道缺陷检测技术分析

石油管道缺陷检测方法主要包括漏磁检测、超声波检测、远场涡流检测、射线检测等多种缺陷检测技术.本文分析了各种石油管道缺陷检测技术的优缺点,并分别列举了应用实例,指出当前研究中所存在的问题.     

长输油气管道漏磁内检测技术

长输油气管道在油气能源运输中发挥着关键作用,被称为"能源血脉"。为保证管道的安全有效运行,应定期对管道进行检测。管道漏磁内检测技术是目前国内外长输油气管道内检测领域普遍应用的检测技术,该技术以管道管体已形成的体积缺陷为检测目的,可以准确检测出缺陷面积、程度、方位等信息。对油气管道漏磁内检测技术原理和影响因素等进行归纳总结,阐述了管道漏磁内检测中轴向励磁和周向励磁等关键技术的国内外研究现状,对国内外漏磁内检测器的检测能力进行对比,介绍了漏磁信号的处理方法及管道的完整性评价技术,最后提出了管道漏磁内检测行业的未来展望。     

高速漏磁检测过程中管道内外壁缺陷定位方法研究

管道内外壁缺陷的有效区分是对缺陷进行有效量化的前提,提出一种基于动生涡流的高速漏磁检测过程中管道内外壁缺陷的定位区分方法,利用涡流磁场与外磁场的耦合作用时内外壁磁场信号的变化差异特征区分缺陷位置。首先建立高速漏磁检测数学模型,分析了涡流分布特点以及涡流磁场与外磁场耦合作用规律,利用有限元方法计算分析不同位置时,耦合作用规律对管道内外壁磁化状态影响及内外壁缺陷漏磁场信号差异特征;设计高速漏磁检测实验平台,对不同运行速度、不同检测位置处钢管内外壁缺陷区分效果进行实验研究。结果表明,接近磁化线圈位置时,管壁内产生的涡流磁场方向与管道外壁磁场方向相同、与管道内壁磁场方向相反,在离开磁化线圈位置时,涡流磁场方向与管道外壁磁场方向相反、与管道内壁磁场方向相同;不同检测位置处,管壁磁场变化规律相反,且速度越快,磁化状态影响受影响程度越大,内外壁漏磁场信号差异特征越明显,高速检测时可有效对管道内外壁缺陷进行定位区分,实验结果和理论分析具有很好的一致性。     

油气管道内检测常用方法

油气管道检测技术随着油气管道的应用不断发展,对它的研究具有积极的现实意义。以技术原理为基础,对漏磁检测、超声检测、涡流检测、射线检测等方法及发展现状进行了介绍,阐述了油气管道内检测技术目前的发展趋势。     

载荷作用下管道漏磁内检测信号定量化研究

管道漏磁内检测技术是国际公认的长输油气管道安全维护的最有效方法。为解决载荷作用下长输油气管道漏磁内检测信号定量化问题,本文基于J-A理论建立了改进的三维磁荷数学模型,分析了管道缺陷在内压作用下的磁力学效应对漏磁信号的影响规律,研究了外部载荷作用下缺陷尺寸对漏磁信号影响规律,并通过系统的实验验证了理论模型的正确性。研究结果表明：管道内压增加,材料磁化强度减小,漏磁信号径向分量和轴向分量呈指数函数下降规律;漏磁信号径向分量峰值和轴向分量极大值随着缺陷深度增加而增加,增长率逐渐降低,特征值分别变化6.5%和14.7%;径向分量峰值增长率随长度增加而逐渐降低,轴向极大值线性减小,特征值分别变化21.0%和36.8%,轴向分量对缺陷深度和长度变化更敏感。     

两种管道电磁无损检测方法研究综述

针对工业运输过程中的管道腐蚀或机械损伤这一问题,对目前两种管道电磁无损检测方法即涡流检测和漏磁检测进行了深入研究,对两种管道电磁无损检测方法的基本原理、系统结构、各自的应用技术特点及适用范围进行了归纳,介绍了这一领域的国内外研究进展。分别列举了两种管道电磁检测方法的工程应用实例,提出了一些技术应用上的注意事项。对两种检测方法的研究总结结果表明,对金属管材类的表面和近表面探伤或管材焊缝进行检测时,涡流检测具有很大的优势,如速度快、精确度高,在管道有包覆层的情况下同样能够很好地检测到管道缺陷;对管道的横向和纵向裂纹或对检测速度要求非常高的管道在线检测中,漏磁检测与其他检测方法相比,优势明显。     

利用复合激励的无盲点管道裂纹漏磁检测新方法

管道是石油和天然气工业的重要组成部分,而轴向裂纹是管道安全运营的重要隐患。传统的漏磁检测技术(MFL)对管道中轴向裂纹的检测灵敏度不高,从而形成检测盲区。本文提出了一种利用复合激励的MFL检测新方法,可实现对轴向和周向缺陷的同步检测。首先,利用U型磁轭对管壁进行交直流复合磁化;直流磁化场直接作用于周向裂纹并形成有效的MFL检测信号,而交流磁化场则在管壁内形成垂直于磁化方向的均匀涡流场;当该涡流场受到轴向裂纹干扰时,将形成二次感生磁场的扰动,因此,新方法通过对管壁表面的漏磁场及二次感生磁场检测,同时获得周向和轴向两个方向的探测能力;最后开展仿真和实验,并分析了新方法中作用于轴向和周向裂纹的磁化场、涡流场和二次感生磁场的分布。结果表明,新方法只需通过一次扫描,即可以获得缺陷的轴向和周向特征,实现了对裂纹的无盲点检测。     

基于卷积神经网络的管道缺陷量化识别方法北大核心CSCD

针对长输油气管道缺陷尺寸的智能识别、有效评估管道损伤程度的问题,提出了一种基于卷积神经网络的漏磁数据智能识别处理方法。该方法将漏磁检测信号的结构化数据作为模型量化分析输入源,可有效减小检测干扰的影响。利用卷积核提取管道缺陷处的漏磁检测数据特征,改进输出层激活函数,线性输出结果,实现对管道缺陷尺寸的智能识别。实验结果表明:该方法对管道缺陷具有良好的量化能力,量化误差为2~4 mm,满足工程需求,同时可快速对工程数据进行批量识别,在管道漏磁内检测数据处理领域具有很好的应用前景。     

基于粗糙集的管道缺陷远场涡流检测系统

基于远场涡流法对管道缺陷进行检测,根据粗糙集理论中的约简算法、规则提取算法及分类可信度分析等对数据挖掘技术在管道缺陷检测中的应用进行了研究,内容涉及管道缺陷的检测、远场涡流法的原理、数据挖掘和粗糙集中的数据简约及算法等.实验表明,该方法具有良好的缺陷可识别性.     

石油管道脉冲远场涡流信号特征分析与处理

脉冲远场涡流检测相较于常规远场涡流检测可提供更多的时频信息以用于被测管道分析,因此脉冲远场涡流检测在石油管道内检测技术中具有更广泛的应用前景。通过分析管道内脉冲远场涡流检测信号的时域信息,得出电压负峰值更适合作为实际检测中缺陷分析的特征量,并且用基于脉冲远场涡流的检测仪器进行了测试分析与验证。通过ANSYS模拟实际有缺陷管道内的脉冲远场涡流检测,并提取电压负峰值作为特征量,得出当发射线圈处于缺陷位置时,检测特征信号亦会产生变化,出现伪峰。通过设置双检测线圈达到消除发射线圈附近缺陷对电压负峰值的影响,在分析中发现双检测线圈由于不同位置对电压负峰值的影响可以通过零均值归一化的方法消除。零均值归一化方法在脉冲涡流检测中的应用具有重要意义,其不仅可以消除线圈位置对检测信号带来的影响,亦将检测信号映射到统一尺度。所提出的方法通过ANSYS仿真和实际管道实验得到验证,提高了脉冲远场涡流技术在管道检测中的实用性。     

高清晰度漏磁检测器的研制及应用

石油天然气管道输送在国民经济中占有极为重要的战略地位,为确保输油气管道的安全运行,国内外正在积极推行管道完整性管理的理念。管道检测是完整性管理的重要组成部分,工业发达的国家均高度重视油气管道检测技术的研究和应用。本文简要介绍了漏磁检测技术的原理,以及高清晰度漏磁检测器的系统结构。     

铁磁性构件缺陷的脉冲涡流检测模式研究

针对铁磁性材料的脉冲涡流检测信号比较复杂的问题,建立脉冲涡流矩形传感器检测模型,提出了矩形探头中同时存在脉冲涡流与脉冲漏磁检测区域,并进行脉冲电磁检测的仿真分析,研究了缺陷和矩形探头轴线所呈角度的最佳检测位置。仿真和实验结果表明了矩形探头的脉冲涡流有效检测区域为探头正下方的边框区域,而脉冲漏磁有效检测区域为矩形线圈中心的正下方区域。脉冲涡流最佳检测点为矩形探头轴线与缺陷呈10°附近位置,而脉冲漏磁最佳检测点为矩形探头轴线与缺陷呈70°位置。     

埋地金属管道地面电磁检测技术研究

本文根据埋地长输金属管道检测的实际需要，提出了主要由管道电流检测系统、管道定位仪、频率分析型检漏仪、氢气查漏仪等组成的地面电磁检测技术。该技术不需要现场开挖，就可以确定管道走向、检测防腐层老化状况、确定保护层破损点和管道泄漏点的精确位置。实际工程应用表明：该技术能快速、有效地实现埋地长输金属压力管道的无损检测和安全评定，具有创新性和重要的参考价值。     

管道腐蚀的在线涡流检测方法研究

压力管道的腐蚀性缺陷会给国民经济造成重大损失。为了减少腐蚀缺陷对管道的影响,研究包覆层下管道腐蚀状况的在线检测技术对管道的维护具有重要意义。通过研究涡流传感的机理,设计了一种基于巨磁阻(GMR)磁敏芯片的电磁涡流传感器,在不去除包覆层的情况下,通过增大线圈发射电流,达到对金属管道的激励作用,进而利用GMR芯片提取缺陷特征信号。有限元仿真分析结果表明:设计的涡流传感器及缺陷检测方法具有可靠性,可以用于管道腐蚀检测。     

水下结构物磁检测新技术研究进展

本文重点阐述了满足水下结构物检测要求的磁检测新技术，如磁粉检测技术、涡流检测技术、漏磁场检测技术、交流电磁场检测技术、磁记忆检测技术、Magfoils磁膜检测技术等。本文分析了磁检测新技术现状，并指出当前研究中所存在的问题及其发展方向。     

电磁无损检测技术的发展与新成果

电磁检测技术(涡流、漏磁、磁记忆)具有灵敏度高、检测速度快、效率高等优点,是导电材料表面检测的首选方法,在航空、航天、核工业、机械、冶金、石油、化工、电力及汽车、铁道等工业部门的质量检验及管理中发挥着重要的作用.本文着重就近年来电磁检测技术(涡流、漏磁、磁记忆)的发展及无损检测集成技术的新成果进行综合介绍.     

铁磁性构件缺陷的脉冲涡流检测传感机理研究

铁磁性构件的脉冲涡流检测法是一种融合了漏磁检测与涡流检测的新的复合磁传感检测法。建立了脉冲涡流复合传感有限元仿真模型,仿真分析了铁磁性构件电导率、磁导率和导入直流电流激励大小对脉冲涡流响应信号的影响规律。实验结果表明:随着导入直流电流激励增加,铁磁性构件表面缺陷漏磁场和电流密度引起扰动磁场的复合场对脉冲涡流响应信号的影响更显著,而铁磁构件亚表面埋藏缺陷随着缺陷深度的增大而增大,缺陷漏磁及电流扰动磁场的复合场对脉冲涡流响应信号的影响变小,涡流响应信号占主导地位,为脉冲涡流传感器设计奠定理论基础。     

基于漏磁检测的缺陷信号分析

为了应用漏磁检测技术检测管道缺陷,需要对缺陷信号进行分析。在漏磁检测原理的基础上,运用三种磁偶极子模型来描述各种表面缺陷。分析了缺陷参数对漏磁信号的影响。     

基于三维场测量的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测广泛应用于铁磁性材料缺陷检测.脉冲漏磁检测技术是一种新型电磁无损检测技术.缺陷的定量评估是无损检测的重要步骤之一.运用有限元法对管道周向外壁缺陷的漏磁场进行瞬态分析,分析了缺陷脉冲漏磁场Bx、By和Bz三维分量的分布特点,最后给出了仿真结果和试验结果,试验结果和仿真有很好的一致性.试验结果表明:综合脉冲漏磁场的三维峰值扫描电压可以对缺陷的长度和宽度进行检测,而三维分量差分信号中的过零时间随缺陷的深度变化而变化,且不随缺陷宽度的改变而改变,由此可以检测缺陷的深度.三维脉冲漏磁检测系统使缺陷的定量检测有了可能.     

电磁超声导波在管道中螺旋向传播的机理研究

为了实现电磁超声导波对管道中不同方向裂纹缺陷的有效检测,研究了超声导波螺旋向传播的机理,设计了用于管道斜向裂纹缺陷检测的电磁超声螺旋向导波换能器。基于毕奥萨伐尔定律,建立了螺旋向导波换能器等效闭合线圈的数学模型;推导分析了电磁超声螺旋向导波换能器的磁感应强度与螺旋向导波主声束传播方向的关系;实验验证了不同角度的螺旋向导波传播机理与相应的裂纹缺陷检测能力。结果表明,电磁超声螺旋向导波主声束传播方向与线圈工作导线垂直,改变换能器线圈螺旋角度可控制电磁超声导波在管道中的传播方向,线圈螺旋角度不同的换能器可实现管道中不同斜向角度裂纹缺陷检测,为管道全向裂纹缺陷检测提供参考。