石油管道無損檢測中的漏磁在線檢驗方法

翟明

摘 要：當前，石油和天然氣成為我國的主要能源支柱，其傳輸的方式也以管道傳輸為主。在長距離的管道傳輸當中，經常會發(fā)生管道的損害或泄露，因此有必要對其進行無損檢測。在無損檢測中，漏磁在線檢驗方式是較為有效的一種檢測方式，為此，對其研究背景、應用方式等進行了簡要的闡述，希望能夠有所啟示。

關鍵詞：石油管道；無損檢測；漏磁在線檢驗

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.143

石油傳輸的主要方式是采取長輸管道，這也是當前最為安全、高效的方式之一，但是由于自然環(huán)境、管道自身材質等原因，經常會發(fā)生磨損、腐蝕等現象，如果未能及時發(fā)現并采取有效措施，將造成嚴重的浪費和環(huán)境破壞。因此，必須對其采取嚴密的檢測措施。在眾多的檢測方式中，漏磁在線檢測技術應用最為廣泛，也較為成熟，適合用于多種介質。

1 漏磁在線檢測的工作原理及基本結構

1.1 漏磁檢測的基本原理

通常情況下，漏磁檢測技術會首先收集那些已經被磁化的鐵磁材料，然后再測量其表面的泄露的磁場強度，并以此判斷出工件的具體缺陷嚴重程度。如果被檢測到的工件表面不存在任何缺陷，其內部也不含有任何雜物，則磁通會完全經過被測工件；相反，如果存在一定的缺陷，則會導致其附近的磁場阻力大幅增加，影響到周圍的磁場并迫使其發(fā)生形變。具體來說可以分為三個部分，第一是大量磁通繞過缺陷部位，第二少部分磁通繞過缺陷，第三是部分磁通經過空氣的上下表面離開缺陷，這就是漏磁通?？梢酝ㄟ^不固定的感應線圈測量得知，缺陷越大，則信號越強。在漏磁檢測系統(tǒng)中通過永磁鐵在管道中建立磁化回路，使得管道內壁達到磁飽和狀態(tài)。這時如果磁場內部存在缺陷，則管壁兩側會產生變化，通過管道內管壁的周向排列的探頭陣列，可以探究出磁場的具體變化，也就是漏磁信號，并根據這點來確定出缺陷的具體情況。

1.2 漏磁在線檢測裝置的基本結構

漏磁在線檢測裝置主要分為三個部分，分別是歷程標定、數據分析和在線檢測三個裝置。在線檢測時在管道內運行的，利用漏磁檢測的原理，以輸送介質為動力，對管道進行無損檢測，主要包括動力節(jié)、測量節(jié)、記錄節(jié)、電池節(jié)四個部分，每個節(jié)點之間通過萬向節(jié)進行軟連接。測量節(jié)是重要的組成部分，主要包括霍爾探頭和磁化裝置兩部分。其中，磁化裝置又主要包括三個部分，分別是永磁鐵、襯鐵和鋼刷，主要是對管壁進行磁化；霍爾探頭主要則是測量漏磁通；記錄節(jié)是測量系統(tǒng)的核心部分。

除了在線檢測系統(tǒng)之外，數據分析數據系統(tǒng)也是一個重要的組成部分，主要包括數據格式處理軟件、初步分析軟件等部分組成。

2 管道漏磁在線檢測技術的研究

漏磁場檢測的數據量非常龐大。如要提升系統(tǒng)的探測精度和準確性，則必須大幅增加探頭的排列密度，以縮短采樣的時間間隔。但當前檢測系統(tǒng)幾乎已達到了它的容量極限，利用嵌入式C U作為主控制器完成數據采集和存儲，因此必須研究出合適的壓縮方法，降低系統(tǒng)對儲存速度和容量的要求，提升現有設備的運行效率，進一步加強管道漏磁在線檢測技術的運行效率。

3 管道漏磁檢測信號處理的研究

3.1 有限元技術的應用

在信號的處理方面，可以利用有限元分析軟件，建立起一個有限元模型，對不同情況下的管道缺陷漏磁特點與漏磁信號之間的關系進行了探究，并且對不同因素之于漏磁檢測信號的影響進行了探究，為進一步的精確識別提供了可供參考的信息。此外，有限元技術還能夠對漏測檢測系統(tǒng)進行優(yōu)化，縮小檢測裝置的體積，擴大應用范圍。

3.2 基于神經網絡的管道缺陷識別

通常情況下，由于神經網絡的一系列特點，使其在信息的智能處理和模式的自動識別方面有著廣闊前景，同時其應用于故障的檢測與維修的前景也十分光明。在無損檢測的領域內，基于神經網絡的管道缺陷智能識別已經有一定成果。對這種智能識別的研究，目前的技術水平已經可以完成缺陷斷面的二維重建，可以較為精確地識別出缺陷的深度和寬度。

3.3 多傳感器數據融合的應用

除此之外，多傳感器的數據融合分析能夠利用多種信息，總結出對象和環(huán)境的全面描述，大幅提升檢測系統(tǒng)的精度和可靠性，提升可信度。

4 結語

管道漏磁在線檢測技術、數據實時壓縮技術以及信號處理技術進行有機的融合，使得我國的高精度漏磁在線檢測系統(tǒng)達到了高效運行的狀態(tài)，大幅度地提升了我國石油管道破損的探傷率，為我國的石油資源和環(huán)境資源做出了極大的貢獻。

參考文獻

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