石油管道无损检测中的漏磁在线检验方法

翟明

摘 要：当前，石油和天然气成为我国的主要能源支柱，其传输的方式也以管道传输为主。在长距离的管道传输当中，经常会发生管道的损害或泄露，因此有必要对其进行无损检测。在无损检测中，漏磁在线检验方式是较为有效的一种检测方式，为此，对其研究背景、应用方式等进行了简要的阐述，希望能够有所启示。

关键词：石油管道；无损检测；漏磁在线检验

中图分类号：TB

文献标识码：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.143

石油传输的主要方式是采取长输管道，这也是当前最为安全、高效的方式之一，但是由于自然环境、管道自身材质等原因，经常会发生磨损、腐蚀等现象，如果未能及时发现并采取有效措施，将造成严重的浪费和环境破坏。因此，必须对其采取严密的检测措施。在众多的检测方式中，漏磁在线检测技术应用最为广泛，也较为成熟，适合用于多种介质。

1 漏磁在线检测的工作原理及基本结构

1.1 漏磁检测的基本原理

通常情况下，漏磁检测技术会首先收集那些已经被磁化的铁磁材料，然后再测量其表面的泄露的磁场强度，并以此判断出工件的具体缺陷严重程度。如果被检测到的工件表面不存在任何缺陷，其内部也不含有任何杂物，则磁通会完全经过被测工件；相反，如果存在一定的缺陷，则会导致其附近的磁场阻力大幅增加，影响到周围的磁场并迫使其发生形变。具体来说可以分为三个部分，第一是大量磁通绕过缺陷部位，第二少部分磁通绕过缺陷，第三是部分磁通经过空气的上下表面离开缺陷，这就是漏磁通。可以通过不固定的感应线圈测量得知，缺陷越大，则信号越强。在漏磁检测系统中通过永磁铁在管道中建立磁化回路，使得管道内壁达到磁饱和状态。这时如果磁场内部存在缺陷，则管壁两侧会产生变化，通过管道内管壁的周向排列的探头阵列，可以探究出磁场的具体变化，也就是漏磁信号，并根据这点来确定出缺陷的具体情况。

1.2 漏磁在线检测装置的基本结构

漏磁在线检测装置主要分为三个部分，分别是历程标定、数据分析和在线检测三个装置。在线检测时在管道内运行的，利用漏磁检测的原理，以输送介质为动力，对管道进行无损检测，主要包括动力节、测量节、记录节、电池节四个部分，每个节点之间通过万向节进行软连接。测量节是重要的组成部分，主要包括霍尔探头和磁化装置两部分。其中，磁化装置又主要包括三个部分，分别是永磁铁、衬铁和钢刷，主要是对管壁进行磁化；霍尔探头主要则是测量漏磁通；记录节是测量系统的核心部分。

除了在线检测系统之外，数据分析数据系统也是一个重要的组成部分，主要包括数据格式处理软件、初步分析软件等部分组成。

2 管道漏磁在线检测技术的研究

漏磁场检测的数据量非常庞大。如要提升系统的探测精度和准确性，则必须大幅增加探头的排列密度，以缩短采样的时间间隔。但当前检测系统几乎已达到了它的容量极限，利用嵌入式C U作为主控制器完成数据采集和存储，因此必须研究出合适的压缩方法，降低系统对储存速度和容量的要求，提升现有设备的运行效率，进一步加强管道漏磁在线检测技术的运行效率。

3 管道漏磁检测信号处理的研究

3.1 有限元技术的应用

在信号的处理方面，可以利用有限元分析软件，建立起一个有限元模型，对不同情况下的管道缺陷漏磁特点与漏磁信号之间的关系进行了探究，并且对不同因素之于漏磁检测信号的影响进行了探究，为进一步的精确识别提供了可供参考的信息。此外，有限元技术还能够对漏测检测系统进行优化，缩小检测装置的体积，扩大应用范围。

3.2 基于神经网络的管道缺陷识别

通常情况下，由于神经网络的一系列特点，使其在信息的智能处理和模式的自动识别方面有着广阔前景，同时其应用于故障的检测与维修的前景也十分光明。在无损检测的领域内，基于神经网络的管道缺陷智能识别已经有一定成果。对这种智能识别的研究，目前的技术水平已经可以完成缺陷断面的二维重建，可以较为精确地识别出缺陷的深度和宽度。

3.3 多传感器数据融合的应用

除此之外，多传感器的数据融合分析能够利用多种信息，总结出对象和环境的全面描述，大幅提升检测系统的精度和可靠性，提升可信度。

4 结语

管道漏磁在线检测技术、数据实时压缩技术以及信号处理技术进行有机的融合，使得我国的高精度漏磁在线检测系统达到了高效运行的状态，大幅度地提升了我国石油管道破损的探伤率，为我国的石油资源和环境资源做出了极大的贡献。

参考文献

[1]杨理践，张国光.管道漏磁内检测技术[M].北京：化学工业出版社，2014.

[2]高廷岩，于永亮，韩天宇等.有限元方法在管道外漏磁检测中的应用.无损检测，2013，（11）：3134.

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