三轴高清漏磁检测技术优势及应用现状

三轴高清漏磁检测技术成功解决了老管道的焊缝检测难题,但随着老管道的逐步退役,对于新管道是否需要三轴高清漏磁检测技术成为技术人员和管理人员较为关注的问题。通过对比三轴高清漏磁内检测与传统漏磁内检测的技术优势,重点探讨了老管道与新管道本体所面临的主要风险以及对于三轴高清漏磁检测的需求。提出应该进一步加强三轴高清漏磁内检测技术的研究与应用,以期能够更加精确地检测管道缺陷,为管道后续的完整性评价提供可靠的数据参考,确保管道本质安全,对管道运营者的管理决策具有重要意义。     

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.     

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。     

管道横向励磁漏磁内检测器研制北大核心

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)     

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)     

基于漏磁内检测的管道补口失效识别与判定方法

管道补口一旦发生失效,腐蚀介质自破损处渗入,将会严重影响管道完整性。基于漏磁内检测原理和管道补口失效形式,提出了补口防腐失效的识别与判定流程:通过分析管道补口结构特点、失效形式、可能产生腐蚀缺陷的位置与形貌特征,明确管道补口失效导致外腐蚀特征及其与漏磁内检测信号特征之间的对应关系,从而识别可能已经失效的管道补口。通过对多条管道的开挖验证,得出采用漏磁内检测技术识别与判定补口失效准确率,并验证了该方法的准确性,为基于漏磁内检测的补口失效识别与判定技术的工业化应用奠定了基础。(图7,表1,参20)     

管道完整性管理技术集成与应用

基于管道完整性管理技术集成的目的和意义,对管道完整性管理业务流程和所涉及的技术领域进行分析集成,提出了管道完整性管理技术体系架构。针对风险评价环节,着重评析了Kent评分法,列述了国际上比较成熟的风险评价软件,对Kent评分法的指标体系进行修改和完善,并调整指标的权重分值,形成了更加适应国内管道情况的评分指标体系。针对管道检测与完整性评价环节,根据国内实施螺旋焊缝缺陷检测的实际需求,参照BS7910对裂纹类缺陷的分级评价方法,评析了三轴高清漏磁检测技术对螺旋焊缝缺陷的适用性,工程应用实践表明:该方法基本解决了上世纪70年代所制造管道的螺旋焊缝缺陷的检测、评价与修复技术难题。显而易见,管道完整性管理技术集成是一个持续更新、完善和发展的过程。     

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。     

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。     

东北管道内检测缺陷的开挖定位

三轴高清漏磁智能内检测结果显示,东北管道管体存在大量螺旋焊缝缺陷,对其进行完整性评价后,需根据缺陷的严重程度开展有计划的修复工作.首先利用PipeImage软件分析管道内检测信号,对管体缺陷进行完整性评价,制作开挖单;然后在管道沿线找到参考桩,开挖后对缺陷进行确认;最后实施修复,再防腐、回填.讨论了制作开挖单的技巧和注意事项,介绍了现场误开挖时的处理流程,给出了在现场勘测中实用性较强的两个数值,即螺旋焊缝时钟位置变化1 h的轴向距离和环焊缝时钟位置变化1 h的环向长度的计算公式.     

油气管道内检测技术与数据分析方法发展现状及展望

【目的】油气管道内检测作为管道完整性管理的关键环节,可为管道事故的预防与合理维护提供科学依据。【方法】为全面了解油气管道内检测技术发展水平及趋势,对检测技术与数据分析方法的发展现状进行了述评。在检测技术发展现状方面,分别对典型的单一原理检测技术、复合检测技术、新型检测技术的检测原理、内检测设备技术水平及工业应用情况进行了分析,并对国内外同类技术发展及应用水平进行了对比。在检测数据分析方法发展现状方面,以应用最广泛的漏磁检测为例,按照数据分析步骤分别对缺陷识别、分类、反演方法进行了梳理。【结果】油气管道内检测技术总体上已进入工业化应用阶段,国外的漏磁检测、超声检测、涡流检测等技术已基本实现常规化、系列化;中国管道内检测技术起步较晚,与国际先进水平尚有差距,但已初步掌握了漏磁检测技术、涡流检测技术,并成功应用于各类油气管道。针对传统内检测技术的适用范围及局限性,已研发出了结合多种检测技术优点的复合检测技术,还探究了以管道轴向应力、管材性能等为检测对象的新型检测技术的可行性。【结论】油气管道内检测技术已取得了显著进展,但仍面临诸多挑战,尤其是微小缺陷的检测能力不足、附加应力检测方法的研究尚不...     

全球漏磁管道检测技术发明专利发展趋势

漏磁管道检测技术是一种应用较为广泛的无损检测技术。为了帮助中国企业了解更多的行业竞争态势,合理制定企业知识产权布局,对近年来漏磁检测技术相关专利信息进行了系统梳理。通过检索全球漏磁管道检测技术领域的专利信息,分析了漏磁管道检测技术在全球的专利布局情况和主要国家、主要申请人的专利布局策略。研究结果表明:近年来中国在漏磁管道检测技术方面的专利申请量和公开量增长迅猛,国外申请量保持平稳态势;国外主要申请人全部为企业,而中国主要申请人为高校、科研院所等,说明中国有大量研究成果尚停留在实验室阶段,有待实现产业应用。     

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。     

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。     

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DCNN的管道漏磁内检测环焊缝缺陷智能分类法

环焊缝缺陷是影响在役长输油气管道安全运行的重要因素,但环焊缝处漏磁内检测信号相对复杂,利用传统的人工分析方法不易实现缺陷的分类。在此,提出一种基于深度卷积神经网络（Deep Convolutional Neural Network,DCNN）的管道漏磁内检测环焊缝缺陷智能分类方法：将管道环焊缝漏磁内检测信号图像作为样本,并以环焊缝开挖后射线检测发现的缺陷类型为样本标签建立数据库,再利用深度卷积对抗生成网络（Deep Convolution Generative Adversarial Network,DCGAN）对数据集进行扩展增强;利用扩展增强后的数据集对残差网络进行改进与迭代训练,再使用训练后的残差网络对环焊缝漏磁内检测信号图像进行分类。实例应用结果表明：该方法可实现对环焊缝常见条形缺陷、圆形缺陷的识别分类,分类测试的准确率为83%～88%,对于圆形缺陷的召回率超过97%。新方法突破了人工分析环焊缝处漏磁内检测信号的局限,可为环焊缝缺陷智能分类提供参考。（图5,表6,参31）     

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）     

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。     

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     

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...