管道横向励磁漏磁内检测器研制

针对长输油气管道轴向金属损失缺陷检测的问题,研制了一种适用于管径711 mm的横向励磁漏磁内检测器。横向励磁漏磁检测器由驱动节与记录节连接而成,其结构主要包括支撑系统、驱动系统、磁化系统、传感器系统、采集系统等。通过采用辅助磁极的励磁设计,横向励磁漏磁内检测器磁化系统不但能够达到管道壁厚的磁化饱和要求,而且改善了磁化效果,使传感器位置处的漏磁场梯度减小,提高了缺陷量化精度。将新研制的管道横向励磁漏磁内检测器进行牵拉试验和工业应用验证,结果表明:与轴向励磁漏磁内检测器相比,管道横向励磁漏磁内检测器采集的轴向沟纹、轴向类裂纹缺陷的数据信号更明显,可提高轴向缺陷的检测精度与检出率,对于识别管道轴向缺陷具有重要的工程意义。(图6,表4,参14)     

一种基于剩磁效应的管道缺陷检测方法

针对输油气管道某些特殊部位,管道漏磁检测器难以实现漏磁信号正常检测的问题,根据管道被漏磁检测磁化器磁化至磁饱和后产生的剩磁效应现象,提出了线圈励磁方式,利用剩磁效应检测管道缺陷的方法。研究了剩磁检测磁化器磁化方式、剩磁效应产生原理、剩磁场检测原理。实验采用线圈励磁方式,将管道磁化至磁饱和后产生剩磁效应,磁敏元件对管道进行剩磁信号外检测。结果表明:管道缺陷的径向深度、轴向宽度与剩磁检测信号呈线性关系,通过实验分析剩磁信号可准确判断管道缺陷,证明了利用剩磁效应检测管道缺陷方法的可行性。     

三轴漏磁内检测信号分析与应用

介绍了三轴漏磁内检测技术的原理。金属损失产生的漏磁场是空间三维矢量场,三轴漏磁内检测器在轴向、径向和周向上分别使用单独的霍尔传感器来记录漏磁信号。分析了三轴漏磁信号的特征:轴向漏磁信号可以估算缺陷宽度,但结果极不可靠,对缺陷长度和缺陷深度的指示精度不高;径向漏磁信号可以清晰界定缺陷长度,结合轴向漏磁信号基本能够确定缺陷深度,但难以准确判定缺陷宽度;周向漏磁信号能够较精确地判定缺陷的宽度和长度,结合轴向和径向漏磁信号,亦可提高缺陷深度的判定精度和准确性。对三轴漏磁内检测技术的研究和现场应用表明:三轴漏磁内检测器能够检出各类常规金属损失缺陷和传统漏磁检测器难以检测出的非常规缺陷,如狭长轴向缺陷、环焊缝缺陷、螺旋焊缝缺陷以及凹陷等。与传统漏磁检测器相比,三轴漏磁内检测器显著提高了金属损失缺陷尺寸的判定精度。     

漏磁检测器用于海底管道的磁化研究

为了研制海底管道漏磁检测器,使用陆上管道漏磁检测器对海底管道的磁化效果进行研究。利用Ansys有限元仿真软件分析了海底管道厚壁管、混凝土配重层、双层管对漏磁场的影响。小口径漏磁检测器用于海底双层管检测时,被测管壁的磁场强度可达漏磁检测磁场要求阈值下限,需要改进。大口径漏磁检测器用于海底管道检测时,管壁的磁场强度能够达到漏磁检测的要求,缺陷信号量化和识别精度亦能够满足漏磁检测器的设计要求。研究成果对指导海底管道漏磁检测器的开发具有重要意义。     

管道弱磁检测技术的有限元仿真

为减小漏磁检测器的体积,提高内检测的灵活性,采用有限元分析方法,在非磁饱和环境下,建立漏磁检测有限元模型,研究弱磁励磁对漏磁检测结果的影响,并对弱磁检测精度、信号特征和分布规律进行分析。结果表明:弱磁法具有一定的检测能力,但检测精度降低40%;管道缺陷深度在30%~40%壁厚范围内,外缺陷的径向弱磁信号不可区分;缺陷宽度小于2 mm时,外缺陷弱磁信号轴向分量幅值大于内缺陷信号幅值。该仿真结果可以作为内外缺陷评判的依据,同时对改进检测器结构具有参考价值。     

两种励磁方式漏磁内检测的简化试验对比

为系统对比轴向和周向励磁方式的漏磁内检测技术对于不同角度缺陷检测结果的准确度,设计了简化的工程对比试验。该试验选取平面钢板作为试验样板,在钢板上制作不同角度的缺陷,同时开发平板结构漏磁检测样机,通过改变励磁方向来模拟轴向励磁漏磁和周向励磁漏磁内检测。利用平板结构漏磁检测样机,以上述两种励磁方式对平面钢板上的缺陷进行漏磁检测并得出检测信号。对比轴向励磁漏磁内检测和周向励磁漏磁内检测对同一缺陷所得的不同检测信号,结果表明:对于与轴向平行或者夹角不超过30°的缺陷,周向励磁漏磁内检测技术的检测结果准确度高;对于与轴向夹角大于30°的缺陷,轴向励磁漏磁内检测技术的检测结果准确度高。     

新一代超高清亚毫米级管道内检测技术的研发与应用

针对油气管道中普遍存在的环焊缝缺陷、类裂纹缺陷以及针孔小缺陷检测能力和识别率较低的难题,通过理论分析、建模仿真、设备研制、现场应用等环节,自主研发了新一代超高清管道漏磁内检测器.该检测器实现了探头通道间距0.6 mm、轴向采样间距1mm,满足海量数据存储和采集要求,信号数据采集量增加15倍,并将漏磁检测、变形检测及定位...     

输油管道环焊缝超声波内检测信号识别

环焊缝开裂是埋地输油管道的主要失效形式之一,严重威胁管道的安全运营,准确识别和量化环焊缝缺陷,建立统一的内检测精度要求,是目前国内外管道内检测公司共同面临的难题之一。基于现有的轴向裂纹超声波内检测技术,研发适用于环焊缝平面型缺陷的内检测技术成为解决该难题的可行方法之一。通过研制超声波内检测器,并根据多次全尺寸管道牵引试验和实际管道的检测结果,建立了环焊缝缺陷超声波检测识别和尺寸量化模型,与漏磁内检测及现场环焊缝缺陷开挖结果进行对比,验证了该检测器的检测精度。结果表明:超声波内检测能够检测出漏磁内检测未发现的严重环焊缝平面型缺陷,但缺陷识别精度和尺寸量化模型需要更多的开挖验证数据进一步完善。该缺陷识别和量化模型的建立可为超声波内检测技术的应用与发展提供借鉴。     

小曲率半径低压输气管道内检测器研制与应用

为满足油田小曲率半径低压天然气集输管道的检测需求，研制了一种适用于此类管道的漏磁内检测器。将漏磁内检测器聚氨酯导向盘更换为钢刷结构，有效减小内检测器在弯头处的启动压差，以降低内检测器运行速度，并对内检测器励磁结构进行优化，以减小永磁体体积。将改造后的内检测器应用于某油田此类输气管道，结果表明：与原有输气管道漏磁内检测器相比，改造后的内检测器在弯头处的启动压差降低约40%，内检测器最大运行速度由11 m/s降至6.8 m/s,95%检测里程控速在5 m/s以下，并可以准确获取管道内外壁缺陷数据。研究成果弥补了小曲率半径低压力输气管道内检测器的技术短板，可有效提升油田集输管道本质安全水平。（图4，表4，参22）     

管道裂纹角度对漏磁检测信号的影响

为了有效检出油气管道的裂纹缺陷,研究了裂纹角度对检测信号的影响。基于管道漏磁内检测原理及麦克斯韦方程组,采用Comsol有限元仿真软件对管道外90°、67.5°、45°、22.5°、0°裂纹检测结构进行仿真分析;在永磁轴向励磁条件下,利用钢板进行针对裂纹角度问题的拖拉实验。结果表明:当磁化方向与裂纹垂直时,漏磁信号幅值最大;随着裂纹取向与磁化方向夹角的减小,漏磁信号幅值也相应减小,当裂纹角度与磁化方向小于30°时检测不到有效的漏磁信号。     

基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷识别与判定

为了实现基于漏磁内检测的管道环焊缝缺陷的有效识别与判定,对环焊缝异常信号的特征及其影响因素进行了分析。通过漏磁信号有限元仿真分析与内检测牵拉试验,系统分析了管道磁化水平、传感器提离值、环焊缝余高,环焊缝缺陷形状、位置及开口方位等因素对缺陷漏磁场的影响,明确了环焊缝缺陷与漏磁信号特征之间的对应关系,提出了基于漏磁内检测信号的环焊缝缺陷分类方法。将环焊缝缺陷分成了4类,并给出了环焊缝缺陷的漏磁内检测检出率和识别准确率。现场开挖验证结果进一步验证了识别与分类判定结果的准确性,为基于漏磁内检测的环焊缝缺陷识别与判定技术工业化应用奠定了基础。     

输气管道气电混合动力漏磁检测器研制与应用

【目的】针对传统空压机动力源漏磁检测器在新建及低流量、零输量等长输天然气管道中难以适用的问题,研制一种气电混合动力漏磁检测器,并对其技术优势进行分析与验证。【方法】根据检测器在气体管道中行进的普遍原理,基于传统空压机动力源漏磁检测器实施管道内检测时的运行状态分析,提出气电混合动力内检测器在管道中行进的动力学模型,在漏磁检测器中额外增加电机主动驱动功能,使检测器在鼓风机和自有动力下行进,若遇阻力突变区,电机介入工作,规避了检测器卡堵憋压、发生气爆而高速行进等问题,同时保证其在管道中的通行性。【结果】气电混合动力漏磁检测器在中俄东线天然气管道工程大庆—哈尔滨（大哈）支线实施投产前内检测,在全长52 km的管道中共检测出各类特征6 930处,并对其中1处金属损失进行开挖验证,缺陷里程、类型、地面定位信息、长度、宽度、深度、时钟位置等各项检测数据均符合相关标准要求。【结论】气电混合动力漏磁检测器采用鼓风机和自有动力作为行进动力具有明显优势,在实际工程应用中表现出较好的安全性、动力性及数据稳定性：低压低流鼓风机避免了空压机产生高压气体带来的安全隐患;速度可控使检测器可以匀速前进,保障了采集数据质...     

φ377漏磁油管道腐蚀检测器国产化研制取得成功

由中国石油天然气管道技术公司自行研制的φ377漏磁油管道腐蚀检测器于1999年9月1日在河北省廊坊市国际饭店通过专家鉴定,这标志着我国管道腐蚀检测器国产化取得了成功,结束了管道腐蚀检测领域长期依赖进口设备的历史。 由中国石油天然气管道技术公司承担的《漏磁油管道腐蚀检测器研制及检测工艺技术研究》是中国石油天然气集团公司“九五”重点科技攻关项目,其研制成功的产品——φ377漏磁油管道腐蚀检测器可在线检测出管道内外腐蚀的程度和位置,以及管道的机械损伤、材质缺陷,对防止     

在役管道三轴高清漏磁内检测技术

介绍了在役管道三轴高清漏磁内检测技术的基本原理,比较了它与传统漏磁内检测技术的异同点,分析了该检测器所检出缺陷的信号特征、检测器的应用特点等.结合实际检测案例,通过分析检测发现的金属损失、金属增加、环焊缝缺陷及螺旋焊缝缺陷等缺陷和信号特征,探讨了该技术的实用性和先进性.     

基于磁致伸缩效应的管道裂纹检测器机械结构的设计

针对长输天然气管道裂纹检测问题,研制了一种天然气管道裂纹检测器的机械结构。该设备基于磁致伸缩效应而设计,其结构分前、后两节,前后节骨架上安装相同数量的裂纹检测器探头机构,前后节间靠万向节连接。前节为皮碗驱动节,利用管道内输送介质提供的驱动压差作为驱动力,不影响管道介质的正常输送,其携带速度控制系统,适用于大口径管道高速大流量环境;后节为电池记录节,提供设备运行所需电力,并将探头采集信号进行存储。探头机构机械性能和整机牵拉测试试验结果表明:该机械结构具有足够的强度,并能适应管道变形的要求,使探头壳紧贴管道内壁;设备能有效检测出长度为50 mm、深度为3 mm的裂纹缺陷,可避免由于裂纹扩展而造成的管道开裂等安全事故的发生。     

管道漏磁检测三维探头试验

近年来,输油气管道内检测技术在我国得到了广泛应用,已成为管道运营者进行完整性管理必不可少的工具。但目前以一维探头为基础的漏磁内检测设备不能准确描述三维的漏磁场,很可能造成对缺陷检测精度和检测可靠性的缺失。为了提高缺陷检测能力和度量准确度,通过三维探头技术还原真实漏磁场情况,从而准确识别与度量管道缺陷。通过搭建静态试验平台,探索探头采集数据与缺陷形状的关系和提离对数据的影响,通过搭建动态试验平台,着重研究速度、提离值、剩磁等因素对漏磁场的影响。     

基于动态磁多极子场的管道内外壁缺陷区分方法

为了对动态条件下管道漏磁内检测中的内外壁缺陷信号进行识别,针对动态条件下管壁产生的感生涡流磁场,建立了基于磁多极子场的动态漏磁场数学模型.从漏磁内检测器获取的缺陷信号中提取出内外缺陷区分的数据特征,确定了基于磁多极子场的管道内外壁缺陷区分方法:当缺陷的上升沿或下降沿至少其一满足第2阶磁场参数绝对值最大时判定为内缺陷,当...     

稠油热采中隔热油管的漏磁检测方法

针对稠油热采过程中隔热油管内、外管缺陷检测和判别存在的问题,提出了一种直流励磁方式下的隔热油管漏磁检测方法。基于直流励磁漏磁检测原理及麦克斯韦方程组,采用有限元仿真软件对隔热油管的检测结构进行仿真,建立了内、外管缺陷检测的试验系统,分析了隔热油管内、外管缺陷Bx、By分量的大小及分布特点。研究结果表明:直流励磁方式下的漏磁检测方法能够实现隔热油管内、外管缺陷的检测,同时能够判别30%深度以下的内、外管缺陷信号。     

基于永磁扰动原理的管道支管专项内检测器研制与应用北大核心

长输油气管道打孔盗油现象日益严重,一旦发生管道失效,会给生产经营和人身、财产安全带来巨大风险。针对传统漏磁内检测存在费用高、检测周期长等缺点,研制了一种基于永磁扰动原理的低成本支管快速检测设备。阐述了管道支管检测技术的基本原理及特性,重点介绍了内检测器的机械结构与电子系统。现场应用表明:管道支管专项内检测器可以有效检测出典型金属缺失、直径5 mm以上的盗油支管及内部管体变形等缺陷,对保障管道安全运行有积极作用,可以推广应用。     

管道弱磁应力内检测装置的设计与应用

新建管道的应力检测是其长期稳定运行的有力保障,传统内检测方法只能检测出管道已经产生的腐蚀和缺陷,无法检测出应力集中区域。为此,应用弱磁检测理论,基于数据采集系统、传感器及采集定位系统、变形检测系统、视觉检测系统、机械结构等的设计,完成了管道弱磁内检测装置的设计制造。该装置利用自主爬行装置,携带弱磁检测视觉记录装置,将变形检测、弱磁检测、视觉分析检测3种检测方法相结合,可以准确检测出新投产管道的缺陷应力集中区域,针对管道打压前后的变化状况,实现对新建管道事故的提前预防。