饱和磁化后管壁缺陷处管材磁导率的有限元模拟

在管道内检测漏磁涡流复合技术中,涡流传感器信号不仅受到缺陷自身类型大小的影响,还受到缺陷处管材磁导率变化的影响.利用有限元模拟方法分析典型缺陷分别位于管道内、外壁时其周围管材相对磁导率的变化范围和趋势,发现相同规格尺寸内外缺陷区域的相对磁导率大小和变化趋势基本相同,相对磁导率与缺陷的深度和面积均存在关系,并通过测量检测...     

油气管道环焊缝缺陷内检测技术现状与展望

由于近年来油气管道环焊缝开裂事故时有发生,环焊缝缺陷内检测技术受到广泛关注。分析了最近几年国内外油气管道环焊缝开裂事故及其原因,指出在油气管道环焊缝开裂事故中,致因缺陷多为裂纹、未焊透和未熔合,以及较为尖锐的咬边,且大多萌生于管道内表面,其应力集中程度高,极大地削弱了管道的承载能力。探讨了漏磁内检测、超声波内检测、电磁超声内检测、电磁涡流内检测4种管道环焊缝缺陷内检测技术的研究现状、技术特点、应用局限、研究方向和发展趋势,以期为攻克油气管道环焊缝检测这一国际性技术难题提供参考。     

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...     

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...     

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)     

强弱磁场下管道应力内检测方法

针对磁记忆检测方法在油气管道内检测过程中易受外界因素干扰的不足，提出了一种利用双磁场强度进行长输油气管道应力内检测的方法。基于J-A理论建立管道应力内检测解析模型，分析不同磁场强度下应力信号的检测特征，通过试验验证强弱磁场下管道应力内检测的有效性。结果表明：在强磁作用下，管道应力对磁信号的影响较小，随着饱和程度的增大，影响逐渐减弱；在弱磁作用下，管道应力可以影响磁信号的强度，可据此进行应力集中区的检测；当外磁场强度为5 000 A/m时，300 MPa应力的识别能力为50%,10 mm长、10 mm宽、10 mm深的缺陷识别能力为4%；当外磁场强度为30 kA/m时，300 MPa应力的识别能力为1.74%，同样体积缺陷的识别能力为40%；利用双磁场检测器进行管道内检测时，可以根据同一位置不同强度磁场下的信号特征进行管道损伤判断。当强磁节无信号特征、弱磁节有信号特征时，管壁存在应力集中区；当强磁节有信号特征、弱磁节无信号特征时，管壁存在体积缺陷；当强磁节及弱磁节均有信号特征时，管壁上体积缺陷处存在应力集中区，需重点关注。研究成果可为油气管道缺陷处的应力检测提供理论依据。（图7，参25）     

油气输送管道漏磁检测的有限元分析

叙述了电磁场有限元分析的理论基础，给出了油气输送管道漏磁检测中的漏磁场，用ANSYS软件包对具体实例进行了分析，得到了漏磁场的空间分布、磁感应强度及漏磁信号图等。分析结果有助于全面认识空间中漏磁场，可为油气输送管道提供缺陷定量化检测依据。     

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。     

三轴高清漏磁检测技术优势及应用现状北大核心

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。     

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...     

管道内检测技术与管理的发展现状及提升策略北大核心

管道缺陷一直是导致管道失效的主要因素,通过内检测技术检测识别各类管道缺陷已成为国内外广泛认可的做法。为进一步促进内检测技术的发展和管理水平的提升,系统梳理了当前国内外典型管道内检测技术服务公司的检测技术能力和发展历程,分析了油气管道面临的环焊缝缺陷、裂纹缺陷、针孔腐蚀缺陷、管道受力状态内检测技术局限性问题,从政府、管道企业、内检测服务商3个层面总结了现有内检测技术管理中存在的问题,提出了应用多维策略解决管道内检测技术局限性的思路,为未来油气管道内检测技术发展和管理水平提升提供参考。(图1,参25)     

油气管道腐蚀检测技术发展现状与思考

通过定期对油气管道实施内外检测,及时、准确地发现管道的腐蚀缺陷,采取相应的维修、更换措施,可有效降低腐蚀事故的发生概率。针对外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂、穿越段外腐蚀等问题,阐述了油气管道腐蚀检测技术及相关标准的发展现状,介绍了瞬变电磁、超声导波、磁应力等非开挖检测技术原理及工程应用,总结了中国在油气管道腐蚀检测技术应用和管理中存在的问题,从管理提升和技术提升两方面探讨了未来的发展需求。在管理提升方面,提出建立统一的技术规范、数据管理平台及专业化腐蚀检测效能评价队伍;在技术提升方面,建议持续开展应力腐蚀开裂检测与评价技术研究,启动微生物腐蚀机理和检测技术研究,开展针孔腐蚀缺陷的检测与验证技术研究,研发组合式内外检测工具。(图4,参27)     

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。     

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）     

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)     

基于管道应变的应力弱磁检测模型

【目的】金属磁记忆（Metal Magnetic Memory, MMM）应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体系,明确MMM检测信号与弹塑性阶段应力集中的对应关系。【方法】基于J-A理论,建立管道磁化强度与应变关系数值模型,计算分析管道变形过程中MMM检测信号特征,研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律,并对应变与磁信号的关系开展全尺寸水压试验验证。【结果】管道在受力过程中,应变逐渐增大,磁化强度曲线在弹性变形阶段发生第1次翻转,翻转位置位于近屈服处,且随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前;当管体发生塑性变形时,位错引起材料磁学特性改变,磁化强度曲线出现第2次翻转,翻转位置位于屈服点附近,且受钉扎系数影响较大,随着钉扎系数增大,翻转位置延后,翻转处应变呈2次函数减小趋势,第1次翻转与第2次翻转方向相反。【结论】利用该特征,根据磁记忆信号翻转规律与被检管道相同材料标定试验结果的相位对比分析,可判断钢制油气管道应力集中处...     

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。     

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。