地下管道防护层缺陷检测技术研究与应用

埋地钢制管道腐蚀检测及防护是相关行业工作中的重要内容.本文介绍了国内外管道防腐层缺陷检测的几种检测方法,包括标准管地电位法、近间距电位法、电流梯度法、直流电位梯度法等,分析了各种管道检测技术的原理和优缺点.重点说明了直流电位梯度法在确定防腐层缺陷位置方面的优越性.     

基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测技术研究

目的介绍基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测的研究思路及所开发的配套的检测设备。方法通过模拟检测实验,考察了直流电位梯度检测方法在海底管道外防腐层破损检测中的可行性、检测装置运行及测量功能的适用性。结果模拟检测实验实现了滩浅海海底管道外防腐层破损的有效检测,且不受海底管道正常填埋的影响,可实现管道外防腐层8 mm×8 mm(8 m V/m)以上破损的非接触式检测。结论基于直流电位梯度法的滩浅海海底管道外防腐层破损检测技术可行。可以利用所研发的检测装置,通过海底管道沿线电位梯度的测量,判断管道外防腐层破损及牺牲阳极块位置,从而为管道的运行维护提供技术支持。     

交流电位梯度法在埋地钢质管道外防腐层检测中的应用

介绍了交流电位梯度法原理及检测步骤、注意事项,通过对某炼油装置地下钢质管道外防腐层进行检测分析,证明交流电位梯度法是掌握管道运行情况、及时发现防腐层破损点、综合评价管道防腐层状况、加强管道防腐层维护、保证管道安全平稳运行的有效方法。     

埋地环境下容器外腐蚀检测技术浅析

通过分析皮尔逊检测法、交流电流梯度法、直流电位梯度法和密间隔极化电位法等几种埋地环境下管道外腐蚀检测技术的工作原理及技术特点,研究了这几种方法用于埋地环境下容器外腐蚀检测的可行性。同时,提出了电阻探针法、电感探针法、场信号法、耦合多电极腐蚀监测等几种外腐蚀在线检测技术,为开展相关工作提供了理论参考。     

ACVG与CIPS技术在埋地管道防腐蚀评价中的组合应用

利用交流电位梯度法(ACVG)和密间隔电位法(CIPS)对一条埋地管道进行了检测,结合对检测出的防护层缺陷点的实际开挖,验证了ACVG与CIPS组合应用的可靠性。     

直流电位梯度法识别站场埋地管防腐层缺陷的影响因素

用真实工业管道建立了区域阴极保护条件下的站场埋地管试验场,采用控制变量法,通过对比试验分析了单管与多管并行、不同阴极保护电流、不同防腐层缺陷数量等条件下地表电位梯度的分布规律,研究了相关因素对直流电位梯度法识别站场埋地管防腐层缺陷的影响,为实施并提高站场埋地管防腐层缺陷的非开挖检检测识别技术提供了参考。     

钻杆多通道磁记忆检测信号的多方向梯度处理方法

针对单从检测方向求解磁记忆信号梯度容易造成与检测方向同向的应力集中部位漏检的问题,应用多通道磁记忆检测仪检测了油田钻杆的应力及损伤状态,探讨了在对多通道磁记忆信号的切向分量求梯度时,从切向分量方向与法向分量方向进行联合梯度求解的方法。在钻杆的多通道磁记忆检测信号上进行了两种检测方法的对比,结果表明,从两个方向进行联合梯度求解的方法比只从检测方向求梯度效果更好。提出的方法对促进磁记忆检测技术用于钻杆检测,以及减少钻杆事故具有重要意义。     

管道防腐蚀层交流电压梯度检测法修正技术

针对国内外管道外防腐蚀层缺陷分级尚无量化标准的现状,提出利用修正后的交流电压梯度(AC voltagegradient,ACVG)缺陷检测数据进行防腐蚀层准确分级评价的方法。在深入分析交流电压梯度检测原理的基础上,建立了管道外防腐蚀层检测模型,进而推导出交流电压梯度检测所用A字架两极间电压差计算公式。利用理论计算公式对试验管道测量的交流电压梯度值进行了修正,结果表明,修正后检测数据可消除管道埋深及施加电流不同对检测结果的影响,交流电压梯度法修正技术可以更准确地评价埋地管道外防腐蚀层状态。     

板坯轧制的刚粘塑性有限元分析

作者将变位的不完全乔里斯基分解刚度矩阵和共轭梯度法相结合 ,即变位的不完全乔里斯基分解和共轭梯度法 (shiftedICCG法 ) ,求解速度增量方程 ,进而对板坯轧制过程进行刚粘塑性有限元分析。并对该算法的迭代次数、变位参数 ψ进行了检测 ,同时对工艺参数的模拟结果进行了分析。验证了变位的不完全乔里斯基分解和共轭梯度法在板坯轧制中的有效性和稳定性     

基于BP神经网络的DP600点焊熔核参数建模

以焊接电压、焊接电流构造输入向量,熔核直径、热影响区外径和焊接区焊后厚度为输出量,建立DP600高强钢电阻点焊的熔核参数模型。推导了梯度下降法、动量梯度法和共轭梯度法三种权值算法,并用实际试验数据对模型进行训练和预测。结果表明,共轭梯度法训练后的预测结果误差率最低,所有参数的误差在8%内,平均误差在4%内,可用于在线检测来提高产品质量。     

航空发动机涡轮叶片缺陷弱磁检测方法研究

针对航空发动机涡轮叶片边缘裂纹缺陷难以进行检测的难题,提出了一种基于弱磁检测技术缺陷判定方法的新算法。首先从理论上分析了弱磁检测技术对涡轮叶片边缘裂纹缺陷检测的可行性,其次,为减少检测提离高度设计了扫查工装并在地磁场环境下对人工刻伤的涡轮叶片进行弱磁检测,最后通过磁梯度法与极值法相结合的方法对原始信号进行数据处理,提取异常信号。结果表明:裂纹处磁感应强度信号变化明显,缺陷检测位置误差在2.5 mm以内;磁梯度法与极值法相结合能减少噪声干扰,提高信噪比,放大缺陷信号;裂纹深度在0.2~0.4 mm时,磁感应强度信号随裂纹深度增加而增加。该方法对深度在0.4 mm以内的涡轮叶片裂纹缺陷检测具有可行性,缺陷信号判别明显。     

基于暂态磁场梯度信号的脉冲涡流无损检测和定量评估技术

脉冲涡流检测技术是目前对多层金属结构实施有效检测和定量评估的无损检测方法之一。传统脉冲涡流检测技术基于电磁感应原理,采用感应线圈或磁场传感器采集暂态磁场信号,以实现对多层金属结构内部缺陷的定位、识别以及量化评估。文章提出一种新型脉冲涡流检测技术,该技术主要基于已在核磁共振成像(MRI)领域得到应用的磁场梯度测量技术,将磁场梯度信号测量与脉冲涡流检测相结合,以实现对多层金属结构脉冲涡流检测灵敏度的提高。基于ETREE解析法,建立了所提方法的理论模型,推导了脉冲涡流检测磁场梯度信号理论表达式。通过仿真和试验,证明了该方法在多层金属结构亚表面材质劣化检测中的优势。     

不同热处理状态下焊接件应力集中的金属磁记忆检测

用金属磁记忆检测技术,对不同热处理状态下焊接件的磁场强度进行了检测和分析.结果表明,法向磁场强度过零点处切向磁场强度最大,用该方法可以检测焊接结构件的残余应力分布.去应力退火后,应力集中程度降低,磁场强度波动范围及其梯度均明显减小.正火后的磁场强度波动范围进一步缩小,焊缝部位的应力集中程度与去应力退火相比变化不大.提出了采用磁场强度梯度变化比及其标准差对热处理质量进行评价的方法.     

油气田老管道外腐蚀综合检测及评价方法

利用交流电流衰减法(PCM)、直流电位梯度法(DCVG)和密间距管地电位测试法(CIPS)等技术对新疆油田三化(北三台-乌石化站)原油管道开展了外腐蚀综合检测和评价。检测评价内容包括:沿线土壤腐蚀性调查、防腐层完整性、阴极保护有效性、直/交流杂散电流干扰等间接检测及开挖直接检验。综合检测发现三化线防腐层老化、破损严重,沿线共发现破损点592处,约39.2 km的管段管地电位不满足阴极保护电位标准。基于系统检测和综合评价结果,提出了管道外防腐蚀层修复与阴极保护调整方案。     

基于有限元分析的磁记忆关联模型试验

利用万能试验压力机进行拉伸试验,使用应变检测仪与磁记忆检测仪检测拉伸试件应力及磁记忆信号;基于拉伸试件的ANSYS有限元分析结果,分析了磁场强度Hp信号过零点与磁场梯度特征值,判断应力集中情况,确定了Q245R钢等六种材料拉伸试件应力集中磁场梯度预警值;综合应变检测、仿真模拟结果与磁场梯度预警值,建立了六种材料磁记忆检测的应力磁场梯度关联模型。     

涂层孔隙率对钢质套管穿越段管道阴保电位影响规律的数值模拟

采用COMSOL Multiphysics软件,对管道极化电位和管地电位进行模拟计算,从套管有涂层和无涂层的两个方面,研究了涂层孔隙率对套管处埋地管道的阴保电位影响规律。结果表明:套管内管道涂层质量越差,管道所需的极化电流就越多,管道的阴保效果就越差;加涂层套管在环形空间内的电位比无涂层套管的更正,但在地表处却稍微偏负,所以仅仅依靠管地电位来判断管道的极化电位是有误差的;当套管无涂层时,只要环形空间内有电解质,其对管道的极化电流无屏蔽作用,所以利用密间隔电位测量(CIPS)、直流电压梯度法(DCVG)和交流电压梯度法(ACVG)等地面检测方法可以判断出套管内管道防腐层的质量和阴极保护的等级状况。     

用直流电位梯度法测量埋地管道防护层缺陷位置的模拟试验

介绍了埋地管道防护层缺陷电位梯度检测技术。用盐溶液、蒸馏水和自来水的混合液模拟土壤介质,通过改变管道防护层缺陷大小,改变环境电阻率和保护电流,试验证明了电位梯度检测技术能够比较准确地检测出管道防腐层缺陷的位置,并得到了管道埋深和地表电位梯度的关系。     

网状双阴极法纯钛表面无氢渗碳的研究

采用网状双阴极法对纯钛表面进行离子无氢渗碳,在纯钛表面形成冶金结合的高硬度合金渗层;硬度检测表明纯钛表面硬度可达1050HK,合金渗层硬度呈梯度分布;辉光放电光电子谱仪(GDS)渗层成分检测结果表明表面含碳量可达29．8％,合金渗层的碳含量也呈梯度分布;划痕试验显示渗层与基体结合好、无剥离现象。     

激光紧密对接焊磁光成像焊缝识别

准确检测焊缝中心位置是保证焊缝自动跟踪的前提。针对激光焊接碳钢紧密对接焊缝(间隙不大于0.1 mm),利用磁光传感系统获取焊缝磁光图像,分析焊缝磁光图像的灰度分布特征,对磁光图像进行中值滤波去噪,通过逐列扫描磁光图像灰度梯度极大值后拟合焊缝中心位置。焊缝位置检测试验结果表明,基于焊缝磁光图像灰度梯度特征的焊缝中心拟合法优于直接边缘检测算子;所提出的方法能够识别微间隙焊缝中心位置,为实时控制激光束跟踪紧密对接焊缝奠定了基础。     

金属亚表面腐蚀缺陷的脉冲调制涡流磁场梯度成像

由于工况复杂,在役金属构件极易产生亚表面腐蚀缺陷,严重影响其安全运行。脉冲调制涡流检测技术是一种新型脉冲涡流检测技术。相较传统脉冲涡流检测技术,其在金属构件缺陷检测和评估中具有优势;将其与磁场梯度测量技术有效结合,探究其在金属构件亚表面腐蚀缺陷检测中的成像方法和技术优势。通过有限元分析,发现相较脉冲涡流磁场梯度信号,脉冲调制涡流磁场梯度信号对金属亚表面腐蚀缺陷边缘识别具有更高的灵敏度。并且,搭建了相关试验系统,通过试验验证了仿真分析结论。试验结果表明,脉冲调制涡流磁场梯度检测信号对金属构件亚表面腐蚀缺陷成像具有更高的精度,有利于缺陷的检测。