基于磁记忆技术的油气管道缺陷检测研究

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1、第38卷第5期石油l程建设51基于磁记忆技术的油气管道缺陷检测研究罗顺友，王鼎2，周晓莹3，杨毅3(1．中国石油天然气管道局第三工程分公司，河南郑州451450；2．中国石油天然气管道局国内事业部河北廊坊065000；3．中国石油北京油气调控中心，北京lO0010)摘要：采用金属磁记忆方法对管道缺陷进行精确测定，是当前无损检测领域的研究热点和难点。文章介绍了磁记忆检测的优势和原理．分析了采用磁记忆仪检测油气管道缺陷的结果。并对磁记忆检测的影响因素进行了研究检测试验结果表明．磁记忆检测仪能比较准确地定位管道缺陷：提离对金属磁记忆检测的影响比较明显．随着提离值的增加，磁场信号越来越弱；

2、扫描速度对检测信号影响较小；不同的检测姿态对磁记忆检测信号特征值的影响效应存在较大差异．这对磁记忆检测信号特征量的提取极为不利．建议开发三维探头进行检测关键词：油气管道：缺陷检测：金属磁记忆：无损检测doi：10．39694．issn．1001-2206．2012．05．0140引言出的优点是可以检测出构件上应力集中区域应力集工程实践证明．钢质油气管道在长期使用后．中的程度．为检测缺陷的存在和发展、防止灾难性由于金属管壁受到流体冲刷、电化腐蚀、疲劳破事故的发生、进行结构寿命的早期诊断提供依据。坏、自然与人为因素以及管材本身潜在缺陷等影磁记忆检测法是目前对在役设备结构应力一应变状响，

3、会出现管径变化、机械裂纹和腐蚀穿孔等问态进行早期检测诊断唯一可行的检测、评价方法题，最终导致输送效率降低、输送介质泄漏等恶性金属磁记忆检测方法与传统的磁学检测方法相安全事故发生开展埋地管道综合检测技术研究．比．具有一些明显的优点：进行科学有效的检测以及制订综合检测技术与方(1)利用地球磁场．无需专门的磁化设备．从案．具有重要意义而使检测设备体积小、质量轻、成本低。金属磁记忆检测技术是迄今为止在管道早期诊(2)不需对铁磁性构件和被检设备的表面进行断方面唯一可行的无损检测方法该方法基于地磁特殊处理．可以减少工序，降低劳动强度，缩短检场环境中铁磁性管道受工作载荷作用出现磁畴组织测工期定向

4、和不可逆取向现象．通过检测应力集中或变形(3)在检测中可快速确定应力集中区域．适用区形成的漏磁场变化即可进行缺陷的预报和检测于大面积的普查．可以快速发现可能产生缺陷的部_lJ采用金属磁记忆方法对管道缺陷进行精确测定，位。是当前油气管道状态检测领域的研究热点本文深(4)原理可靠，特征信号明显，检测速度快，入分析了磁记忆检测的基本原理与优势．对磁记忆适合于在线检测．去除人为因素．检测结果准确性检测仪用于油气管道缺陷检测进行了试验研究．对高。磁记忆检测的性能及检测效果进行了分析：研究了(5)与超声波检测相比，传感器与被测表面之磁记忆检测仪在检测中的影响因素．为磁记忆技术间不需要填充耦合剂

5、．因此不存在耦合剂污染的问在油气储运工程检测中的应用奠定了一定基础题。1磁记忆检测的优势(6)检测时探头与被检测工件不接触，且检测磁记忆检测法与传统的无损检测方法相比最突灵敏度高于其他磁性检测方法52石油工程建设f7)与漏磁检测相比。磁记忆检测的激励源为漏磁场强度／(A／m)；大地磁场．因此磁记忆检测不需要专门的磁化设——试件径向尺寸／m备．并且灵敏度相当高。而漏磁检测需要一个强磁3采用磁记忆检测仪检测油气管道缺陷结果分析场作为激励源．并且要求能够对被检工件进行饱和金属磁记忆检测仪主要由传感器、数据采集系磁化．这就决定了漏磁检测设备比磁记忆检测设备统及其他辅助部件组成传感器主要由磁

6、敏传感要复杂得多器、温度传感器、测速传感器等组成，是检测系统2磁记忆检测的原理的关键部分．将磁场强度信号转换为相应的电压信图l为处于地磁作用下的铁磁工件，在载荷的号数据采集系统由CPU系统、滤波器、放大器作用下．其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组及A／D转换器、显示及键控装置等组成。织定向的和不可逆的重新取向．并在应力与变形集为尽可能地贴近输油管道缺陷的实际情况，利中区形成最大的漏磁场H的变化。用直径为219mm的无缝钢管加工试验挂片。用管道切割器将2m的输油管道切割成5段，每段长400mm．采用线切割和电火花加工工艺方法在试验管道上加工制作不同形状、不同深度和不同方向的人工缺陷

7、．模拟管道的腐蚀坑、裂纹缺陷。缺陷工件应力集中线加工完成后对管道试验挂片进行退磁处理，消除加工过程中产生的剩磁在万能试验机上对试验管道施加125kN后卸载．然后再次加载，反复上述过一目厂v一＼悯挺嫘程10次，完成试验管道的应力加载。0加0OmOO0OmO图1磁记忆检测原理示意漏磁场的具体分布见图2和图3从图1可以看出．漏磁场的水平分量H()关于Y轴对称，而垂直分量日。()关于原点对称-且过零值点，因而在一即应力最大位置处有：H瑚向．入=日，径向=0，即表面漏磁场的切向