X80管线钢凹坑-划痕缺陷的磁记忆检测研究

为了研究不同机械损伤类型的力磁耦合特性,设计了带凹坑和划痕缺陷的X80管线钢试样,通过静载拉伸试验,对比分析两种缺陷在不同载荷作用下的磁记忆信号特征。结果表明:凹坑缺陷处切向磁场强度出现峰值,梯度值过零点,磁记忆信号的畸变程度随载荷的增加而降低;划痕缺陷在初始状态未表现出磁信号异常,但随载荷的增加,其切向磁场分量的应力集中特征渐趋明显;两种缺陷处,切向磁场梯度的峰谷值差与试样的损伤程度存在近线性关系,但变化趋势相反,这一特征可为X80管线钢机械损伤程度的定量评估提供参考依据。     

X80管线钢凹坑-划痕缺陷的磁记忆检测研究陈晓杨晓惠谭川东李江龙刘艳军

为了研究不同机械损伤类型的力磁耦合特性,设计了带凹坑和划痕缺陷的X80管线钢试样,通过静载拉伸试验,对比分析两种缺陷在不同载荷作用下的磁记忆信号特征。结果表明:凹坑缺陷处切向磁场强度出现峰值,梯度值过零点,磁记忆信号的畸变程度随载荷的增加而降低;划痕缺陷在初始状态未表现出磁信号异常,但随载荷的增加,其切向磁场分量的应力集中特征渐趋明显;两种缺陷处,切向磁场梯度的峰谷值差与试样的损伤程度存在近线性关系,但变化趋势相反,这一特征可为X80管线钢机械损伤程度的定量评估提供参考依据。     

基于磁偶极子的隔水管疲劳裂纹检测试验研究

为了获得隔水管疲劳裂纹长度并判定其疲劳损伤状态,采用金属磁记忆检测法对隔水管用X80管线钢在疲劳裂纹萌生、扩展及断裂阶段的磁记忆信号进行检测,研究磁记忆检测信号随疲劳裂纹长度变化的关系,采用磁偶极子理论建立了疲劳裂纹萌生直到断裂过程的磁场分布模型,通过对比分析验证了模型的正确性。分析结果表明:伴随着疲劳裂纹长度增加,磁场切向分量具有极大值,且极大值不断增大,磁场法向分量过零点,且零点两侧峰值不断增大;磁场切向分量峰值及法向分量峰峰值随着疲劳裂纹长度增加近似呈线性增大,通过提取磁记忆检测信号特征参数变化可以判定疲劳裂纹长度的变化。所得结论为磁记忆检测技术应用于隔水管疲劳损伤检测提供了技术支撑。     

基于BP神经网络管道磁记忆检测模式识别

为区分管道母材及焊缝处不同损伤形式磁记忆信号,运用BP神经网络对管道缺陷检测信号的模式进行识别。以X80管线钢作为试样材质,分别从X80管道母材及焊缝部位取样,加工无缺陷及含裂纹等两种形式的试样并对其进行磁记忆检测。采用有限元分析软件获得其磁场分布,对磁记忆检测信号进行特征参数提取并采用BP神经网络对特征参数进行聚类,建立了管道磁记忆检测模式识别方法。研究结果表明:不同损伤部位及形式的试样,其磁记忆检测信号分布有较大差异;磁记忆检测信号分布与试样表面形貌及损伤形式密切相关;运用BP神经网络能够有效识别管道不同位置及损伤形式的磁记忆检测信号。研究结果为磁记忆检测技术应用于管道内检测并进行管道典型缺陷信号识别提供了新的思路和方法。     

弯曲载荷下钻具接头试样的磁记忆信号特征

为了探究如何利用磁记忆信号检测钻具接头产生疲劳损伤的位置,在分析钻具接头承受弯曲载荷的基础上,设计了悬臂梁弯曲疲劳试验机。采用巨磁阻磁记忆检测探头对加载一段时间的试样进行扫描检测,由PLC装置来控制巨磁阻探头的扫描路径和速度,由DATAQ数据采集器将采集到的磁场分布状态转化为电压信号。分析结果表明,梯度值作为磁记忆信号的特征参量可以很好地描述试样承载过程的疲劳强度,磁记忆信号的切向分量梯度最大值与试样的刻伤深度无关;试样在弹性阶段磁信号的切向分量梯度最大值波动范围很小,基本稳定在0.04 V/mm。     

基于磁记忆技术的油气管道缺陷检测研究

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;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。     

隔水管焊缝疲劳损伤检测试验研究

为有效获得隔水管焊缝疲劳损伤过程中裂纹长度以判定其疲劳损伤状态,开展了隔水管用X80管线钢焊缝疲劳损伤磁记忆检测试验研究。疲劳试验过程中使用磁记忆检测传感器采集试样表面磁场切向信号Hx,用光学显微镜测量裂纹长度,用有限元仿真软件得到不同疲劳裂纹长度下试样磁场分布。通过采集试样表面切向磁场信号并提取特征参数,建立了基于磁记忆检测的焊缝疲劳损伤评价方法。试验结果表明:焊缝疲劳失效过程可分为裂纹萌生、裂纹缓慢扩展和裂纹快速扩展至断裂3个阶段;焊缝疲劳裂纹萌生阶段磁场信号主要受试样剩磁场影响;焊缝疲劳裂纹扩展至断裂阶段主要受裂纹缺陷漏磁场影响;切向磁场特征信号与疲劳裂纹长度呈线性增长关系;可通过检测疲劳裂纹周围空气域磁场来判定其疲劳裂纹长度及损伤状态。研究结果可为隔水管焊缝疲劳损伤状态检测及判定提供参考。     

拉伸载荷下螺栓的磁记忆检测试验研究

为将磁记忆检测技术应用于高压设备法兰螺栓的应力检测,在螺栓拉伸试验台上对螺栓进行静拉伸试验研究。用巨磁阻磁记忆检测探头检测螺栓不同部位的磁记忆信号,结合螺栓拉伸应力的三维ANSYS模拟,确定螺栓磁化强度变化最灵敏的检测部位。分析了3种规格螺栓在拉伸载荷下磁记忆信号切向分量梯度平均值的量化特点,分析结果表明,高压容器螺栓应力的磁记忆信号检测技术可以准确监测到升压过程中各螺栓的受力情况,反映法兰盘的预紧力分布,同时还可以监测高压设备冲击载荷造成的压力波动;进入保压阶段后,磁记忆信号的平稳性则可以反映出设备工作的稳定性。     

基于磁记忆的海上钻柱损伤监控技术研究

钻柱疲劳断裂等事故会严重影响海上钻井作业的安全。对钻柱损伤检测方法进行分析,提出磁记忆方法适合用于现场钻柱损伤实时检测。通过室内试验研究,确定磁记忆信号切向分量梯度最大值可用来表征钻柱损伤状态。结合海洋石油钻井特点,研制了一套基于磁记忆的海上钻柱损伤实时监控系统。该系统在起钻过程中对钻柱接头-管体进行一体化检测,不影响起钻速度。通过试验井抽样检测试验,缺陷检出率达100%,并在中海油南海某油田成功应用2口井。基于磁记忆的海上钻柱损伤监控技术研究为海洋石油高效安全开发提供了技术支持。     

海底管道典型缺陷磁记忆检测试验研究

针对海底管道在生产运行中受到腐蚀性介质及外力作用,易产生缺陷导致失效的问题,以磁记忆检测技术为基础,研制开发了海底管道内检测器,基于海底管道损伤典型缺陷形式设计并搭建了管道损伤检测试验台,对研制的海底管道内检测器进行了管道损伤检测试验研究。试验结果表明,研制的海底管道内检测器能够有效检出管道已有缺陷;对不同缺陷类型、尺寸磁记忆检测信号的特征参数进行对比分析,证实了磁记忆检测技术在缺陷量化中的应用潜力。研究成果为磁记忆检测技术应用于海底管道缺陷损伤检测提供了技术支撑。     

海底管道损伤悬跨段磁记忆检测研究

海底管道是保障海上油气田持续开发的重要运输手段,海底管道在生产运行过程中容易受到腐蚀及外力作用产生缺陷而导致失效,因此定期对海底管道进行内检测是保障管道安全运行的必然需求.鉴于此,对试验管道损伤部位进行了力磁耦合仿真,仿真结果显示在管道的受力部位产生了磁场强度的变化.又以磁记忆检测技术为基础并结合已有的管道漏磁内检测技...     

国内外高钢级管线钢的发展及应用

长输油气管道正在向大口径、高压力的方向发展,为满足这一要求,高钢级管线钢的应用逐渐成为油气管道建设的发展趋势。目前陆上天然气管道已经发展到X80钢级,国内外对更高钢级X100、X120的研究也取得了新的进展。本文系统整理并介绍了国内外X80、X100、X120等三种高钢级管线钢的开发、生产及应用现状,并展望了它们的发展方向。     

国内X80级管线钢的发展及今后的研究方向

介绍了国内外油气管道及高钢级管材的发展情况,国内在X80级管线钢应用基础研究和产品开发方面所开展的工作,及X80级管线钢管的质量状况。分析了X80级管线钢应用中应关注的几个问题。指出：①大口径高压输送及采用高钢级管材是国际管道工程发展的一个重要趋势;②我国实施X80钢级管道工业性工程应用的条件已经基本成熟;③为确保X80级管道的安全可靠,在借鉴国际上先进成功经验的基础上,应进一步加强X80级管线钢应用基础研究和相关的技术攻关。     

用于地下管道防护层质量检测的PCM系统

利用一种新型的检测方法-PCM管道电流测绘系统,对胜利油田几个采油厂埋地钢质管道外防护层质量进行了检测,根据检测讯号突变情况和所绘制的曲线斜率大小,可系统评价油田输送管道的外防护层质量状况.讯号突变部位一般对应防护层存在漏点部位,而绘制曲线的斜率越大,反应防护层质量越差.     

高强度X80钢管道的焊接

管道钢是一种微合金控轧钢,随着石油天然气需求的增长及油气开发的进展,管道钢正朝着高强度、高韧性的趋势发展。高强度、长距离、大口径管道已经成为输气管道的发展方向。文章分析了高强度X80钢管道的热影响区的软化、焊缝金属与母材的匹配及产生焊接裂纹的可能性,介绍了管道环缝焊接工艺,还列举了国外X80钢管道的焊接工程实例。     

高性能输送管线钢

鉴于管道工业将面临建设输送原油、成品油、粉煤浆、天然气等多种形式管线的高潮,对输送管线用钢发展前沿问题,如根据应变设计(strain design)原则在地质状况不稳定地区或深海建设管线用高抗变形管线钢;建设输送粉煤浆管线用抗冲蚀(anti-erosion)管线钢;建设长距离输送天然气管线用X100/X120级管线钢;能够大幅度提高厚壁管线钢管环焊热影响区韧性的含氧化钛质点管线钢;用于X100/X120级管线钢的新型高强度焊接材料以及防止高压输气管线发展延性断裂等问题做了综合论述.     

长输管道全位置激光-电弧复合焊应用技术研究

为了提升油气管道的建设效率,将高效的焊接技术应用于管道环焊缝焊接中,提出采用激光-电弧复合焊根焊的单面焊双面成形的焊接方法。先后开展了X70/X80钢管的激光-电弧复合焊接设备和工艺研究。研究表明,激光-电弧复合焊在管线钢焊接上具有可靠性和适用性,随着大功率激光器的工业化应用,激光-电弧复合焊在管线钢焊接方面的应用具有非常好的前景。最后从技术和经济性方面提出了激光-电弧复合焊技术在工业化应用中需要解决的问题。     

油气管道风险接受准则

为了衡量油气管道的风险水平,判断管道风险是否可以接受,需要制定合理的风险接受准则,使管道管理者确定是否需要采取风险减少措施以及采取何种措施使得管道系统的完整性达到最优。以确定风险接受准则的基本原则为基础,结合油气管道自身特点,从生命损失、财产损失和环境破坏三个方面分别阐述了油气管道风险接受准则,便于管道公司制定符合自身情况的管道风险评价标准。     

基于阵列涡流技术的管道变形检测数值分析

及时发现管道变形缺陷并排除安全隐患,对保证油气资源正常运输有重大意义。鉴于此,针对阵列涡流管道变形检测技术进行了电磁理论分析,从磁畴的微观水平上解释了涡流信号的变化机理,提出管道内检测器上阵列探头的3种布置方案,利用Maxwell有限元分析软件对阵列涡流管道变形缺陷检测的三维模型进行数值模拟,以磁感应强度峰值为特征量对管道变形缺陷进行分析。分析结果表明：基于电涡流传感技术的管道变形缺陷检测中,管道磁畴磁化产生的磁场强度大于感应涡流产生的磁场强度;阵列涡流传感器输出信号变化量随管道变形量呈四次多项式递增的变化规律;对比单独布置的传感器,阵列涡流传感器对管道变形缺陷检测的灵敏度至多下降10%。所得结论可为油气管道涡流变形内检测探头的研制提供技术支撑。