长输管道漏磁内检测缺陷识别方法

针对管道漏磁内检测的缺陷识别问题,提出了一种基于阈值分析的方法对漏磁检测数据进行处理,生成一系列可视化的漏磁检测曲线,便于图像的识别。利用Delphi编程软件,在识别环形焊缝时,产生一条竖直的线来定位环形焊缝;在识别螺旋焊缝时,以圆点的形式产生斜线来定位螺旋焊缝,实现了焊缝的自动识别功能;在识别缺陷时,以三角形标记出缺陷的位置。对不同的漏磁检测数据进行了多次的识别,表明此方法对焊缝及缺陷识别率较高。     

管道环焊缝缺陷漏磁检测信号仿真分析

文中基于漏磁检测技术基本原理,对油气管道环焊缝常见的缺陷类型,采用有限元数值模拟仿真的方法进行分析。选取管壁厚为9 mm、直径为529 mm的L415管线钢,应用ANSYS有限元软件对错边、咬边和凹坑等管道环焊缝缺陷磁化后产生的漏磁场特征信号进行模拟仿真,得到了描述漏磁场特征的磁通密度分布曲线,与试验测试的漏磁信号特征是一致的。通过改变不同缺陷的大小,经过对比分析,得出管道不同缺陷形式和尺寸下的漏磁场分布规律,为管道缺陷漏磁信号特征识别提供理论基础和实践依据。     

焊缝余高及缺陷对管道环焊缝漏磁检测的影响

基于轴向漏磁检测技术,采用有限元方法结合牵拉试验对管道环焊缝的漏磁场进行分析。通过改变焊缝余高以及焊缝中心处椭球型凹坑缺陷的尺寸,得到了描述漏磁场特征的磁通密度分布曲线。结果表明,焊缝中心无缺陷时,漏磁信号呈典型的增厚型特征,且随余高增加,磁通密度径向分量峰峰值、轴向分量峰谷值均非线性增大;焊缝中心存在椭球型凹坑时,漏磁信号出现复合现象,即表现为外侧焊缝的增厚型与中心缺陷的减薄型漏磁信号的叠加,且随余高增加,焊缝处缺陷的减薄型信号特征减弱。相同缺陷在管壁、熔合区、焊缝中心处的漏磁信号依次减弱,说明同样缺陷在焊缝中心时最不易被检出,该结果与牵拉试验结果一致。     

基于神经网络及数据融合的管道缺陷定量识别

分析了管道缺陷的特征参数与漏磁信号的关系，研究显示管道缺陷的深度和长度分别与漏磁信号的幅值和宽度呈近似线性关系。将实际漏磁信号预处理以消除传感器提离值不同带来的影响，然后用已训练好的BP神经网络进行了管道缺陷的定量识别，识别结果的误差〈10％，完全满足实际检测要求。分别用加权平均和自适应加权平均两种方法将轴向和径向漏磁信号进行信号级融合，融合后基于BP神经网络的缺陷定量识别的精度和可靠性得到了明显提高，其中加权平均法更优。     

管道外自动漏磁检测技术及试验

针对地面管道的运行特点,基于漏磁检测技术理论,设计了一种适用于多种管径的管道外部自动检测装置,并通过有限元仿真和试验,对管壁上不同深度和直径的腐蚀缺陷进行模拟和检测,分别得到了管道缺陷的不同参数对漏磁场的影响规律。仿真和试验结果具有一致性。另外,从管道内、外壁缺陷检测结果看,所设计的漏磁检测仪对管道内、外壁缺陷的检测同样有效。     

基于FGT-FBP重构算法的焊接缺陷检测

针对焊接过程产生的缺陷,提出一种磁光成像传感的模糊灰度变换和滤波反投影(FGT-FBP)重构检测方法. 研究焊接缺陷的几何特征,通过分析裂纹和未熔合两种不同焊接缺陷在交变磁场励磁下的磁光成像特征,设计模糊规则,对磁光图像进行模糊灰度变换. 增强磁光图像对比度,使焊接缺陷形态趋势可视化,实现描述磁光成像焊接缺陷细节的无参考型图像评估方法. 对FGT处理的焊接缺陷磁光图进行旋转投影,并经过快速傅里叶变换和改进的滤波器进行滤波去噪,消除伪影后进行反投影变换实现焊接缺陷图像的重构. 利用滤波反投影重构算法进行去噪,可有效突出焊接缺陷特征. 最后结合阈值分割和边缘检测实现焊接缺陷检测. 结果表明,该方法能较准确检测裂纹和未熔合两种焊接缺陷.     

一种基于自适应遗传算法优化BP神经网络的漏磁缺陷量化框架

由于传统遗传算法在优化BP神经网络应用中训练速度慢、拟合效果不好,所以神经网络对管道漏磁缺陷的量化精度差。将自适应遗传算法引入到BP神经网络中,进行漏磁缺陷的尺寸反演,根据实测漏磁缺陷的数据特点,自适应设定交叉算子和变异算子的交叉率和变异率,进而优化BP网络的初始权值;采用不同尺寸的缺陷特征库训练网络,实现对缺陷长度、宽度、深度的量化。     

基于三轴漏磁内检测技术的管道特征识别

漏磁内检测器最早用来探测由于腐蚀导致的金属损失。随着内检测器设计、传感器和电子技术的进步,漏磁内检测器的探测、识别能力显著提高,可以识别、有时甚至可以确定多种类型的管道缺陷和特征的尺寸。简要介绍了漏磁内检测的原理,分析了目前工业上使用的最先进的高分辨率三轴漏磁内检测器的特征,重点探讨了如何使用三轴漏磁内检测数据识别管道异常特征和管道结构特征。     

管道补板漏磁检测信号的研究

根据漏磁检测的原理,研究了漏磁检测有限元动态分析理论的计算公式,建立了有限元动态仿真模型,从有限元分析和试验研究的角度对管道缺陷及补板的漏磁场分布特征进行研究。在有限元分析模型中,分别从管道的径向和轴向研究了缺陷漏磁场和管道补板漏磁场的分布,并绘制了漏磁场分布曲线。搭建了管道漏磁内检测试验平台,对不同尺寸人工缺陷和补板漏磁场的径向分布特征进行了研究。仿真分析和试验结果表明,虽然在漏磁检测过程中,管道补板的漏磁场与缺陷漏磁场的分布规律相似,容易造成混淆,但可以通过正负峰值出现的顺序来判定缺陷与补板产生的漏磁信号。     

一种改进的支持向量回归三轴管道漏磁缺陷量化方法

为了提高管道漏磁内检测缺陷量化技术的精度,基于三轴漏磁内检测器采集到的缺陷漏磁数据,设计了一系列针对管道轴向、径向以及周向的特征提取方法,为后续进行缺陷的高精度量化提供了数据基础。针对缺陷不同尺寸量化任务下特征冗余的问题,基于近邻成分分析提出一种特征选择方法,该方法能够有效地剔除原始特征集中的无关特征。在基于支持向量回归的漏磁缺陷尺寸量化中,结合改进蝙蝠算法对支持向量回归的参数进行寻优,结果表明,所设计的量化方法能够有效降低时间复杂度,在一定程度上提高缺陷量化的准确性。     

周向励磁漏磁检测技术的研究

在管道漏磁（MFL）检测中,缺陷的识别和评价一直是难以解决的问题。有两种不同的漏磁检测技术,轴向励磁和周向励磁,本文介绍了周向励磁漏磁检测技术,它对于检测和评价轴向导向缺陷具有潜在优势。利用ANSYS仿真软件,建立了周向磁化器的二维有限元模型,对此时的管壁缺陷进行仿真,仿真结果表明,周向励磁方式下产生的漏磁信号与缺陷深度、缺陷周向宽度的大小有关。     

管道动态磁化漏磁内检测信号的影响因素

在管道内检测中,检测装置和管道之间的相对运动会引起涡流,而涡流强度会受到检测速度、管道电导率、磁铁矫顽力、磁化器长度等因素的影响,进而影响到漏磁检测信号。对影响漏磁检测中涡流强度的几个关键因素进行了分析,通过有限元仿真得到了各个因素对管壁内涡流强度和管壁磁场状态的影响关系,并建立内、外壁缺陷模型,得到了各个因素对检测信号的具体影响。     

有限元方法在管道外漏磁检测中的应用

管道漏磁检测及其缺陷漏磁场的仿真技术研究具有十分重要的意义。在对各种漏磁场计算方法进行比较之后,选择了有限元法作为主要研究工具。叙述了漏磁检测的基本原理,介绍了漏磁管道检测装置的工作原理和基本结构,建立了管道漏磁检测中缺陷漏磁场计算的三维有限元模型,并以此为基础分别研究了缺陷漏磁信号特点、缺陷的几何尺寸与漏磁信号的关系、以及材料壁厚等对漏磁信号的影响等问题。通过对多磁化单元结构进行有限元模拟和试验仿真,发现多个磁化单元会造成磁场的叠加,磁化单元数量的增加会使缺陷处漏磁场增强,并且中间磁化单位的增加量要大于两侧。缺陷的几何尺寸影响漏磁场的分布,在一定缺陷直径范围内,缺陷深度与漏磁场信号强度呈近似线性关系。无论被测管道壁厚如何变化,相同几何参数的缺陷漏磁场轴向分量变化趋势仍然相同。适当选取提离值,将有助于获得良好的漏磁场信号。     

焊接缺陷磁光成像纹理特征GLCM-Gabor识别方法

一种基于磁光图像纹理特征的焊接缺陷无损检测方法,首先用法拉第磁致旋光效应,结合漏磁场及磁畴理论分析焊接缺陷与磁光图像关系.针对缺陷磁光图像特点,通过灰度共生矩阵(gray level co-occurrence matrix,GLCM)提取磁光图像纹理特征.由于裂纹和凹坑的GLCM纹理特征参数区分度不高,提出用Gabor变换法进一步提取磁光图像纹理特征.将GLCM-Gabor纹理特征作为输入量,用支持向量机(support vector machine,SVM)构造缺陷分类模型.结果表明,该方法可有效识别焊缝表面及亚表面特征(凹坑、裂纹、未熔透、无缺陷),分类模型整体识别率可达89.7%.     

一种基于人工提取缺陷块的边界搜索方法

为改进管道漏磁内检测数据量化技术领域的传统人工圈取缺陷块方法的定位有偏差、圈取范围偏大等缺点,针对人工提取缺陷块的里程边界,提出了一种利用步长系数、结合边界与双边谷点的里程距离和幅值大小的边界搜索策略,并针对通道边界,提出一种结合幅值阈值法和峰谷差分阈值法寻找通道边界的边界搜索策略,最后综合里程边界搜索策略和通道边界搜索策略,设计了一种基于人工提取缺陷块的边界搜索方法。所提出的方法将有助于有效漏磁缺陷特征库的建立,挖掘缺陷数据的本质特征,能够在一定程度上提高缺陷提取特征的准确度,降低时间复杂度,并能为漏磁缺陷的量化提供数据支持和决策依据。     

腐蚀数据综合分析方法在长输原油管道完整性管理中的应用

根据Q/SY 1180.4-2015和SY/T 0087.5-2016标准给出的方法,以国外某条长输原油管道为研究对象,收集竣工资料、巡线资料、运维资料、漏磁检测、防腐蚀层检测、阴极保护测试、开挖验证、腐蚀评价和完整性评价等数据,对18类与管道完整性管理相关的数据进行数据对齐,并对主要的管道腐蚀数据进行综合分析。结合管道沿线高程、防腐蚀层补口范围、防腐蚀层绝缘电阻和完整性评价情况,判断并识别出需要积极响应的11处管道漏磁检测内部腐蚀缺陷点、15处管道漏磁检测外部腐蚀缺陷点和7处“双高”管段。针对不同类型的管道缺陷点和管段,提出相应的风险防控措施。     

焊缝漏磁图像边缘检测算法的实现

以对接焊缝不同区域分布矩形槽缺陷的漏磁图像为对象,提出一种基于数学形态学的焊缝和缺陷的边缘提取方法。首先利用经典边缘检测算子对焊道上分布矩形槽缺陷和热影响区分布矩形槽缺陷进行边缘提取,检测结果说明了经典算子的不适用性。针对焊缝不同区域分布矩形槽缺陷漏磁图像,利用数学形态学算法,构造圆盘形结构元素进行边缘提取。结果表明:基于灰度膨胀变换的边缘检测算法,可较准确地提取漏磁信号图像的焊缝和缺陷边界,实现焊缝和缺陷二者的有效分离,具有一定的可行性和实用性。     

三轴漏磁缺陷检测技术

针对轴向裂纹等管道缺陷类型的检测,基于漏磁检测原理,研究了三轴漏磁管道缺陷检测技术.通过对缺陷漏磁矢量场的研究,将漏磁场分为轴向、径向和周向三个分量.利用ANSYS仿真软件,建立励磁系统模型,仿真出三维磁场磁通密度矢量分布图,模拟缺陷漏磁场分布.研制实验平台,采用霍尔传感器制成三轴漏磁检测探头,检测出漏磁场三个方向的漏磁信号.结果表明,三轴漏磁缺陷检测技术可以反映较多缺陷信息,有助于检测特殊类型缺陷.     

基于有限元仿真和数据拟合的管道缺陷量化分析方法

针对管道漏磁内检测中的缺陷量化问题,根据安培环路定理、磁通连续性定理及柱坐标变换建立了缺陷漏磁场的数学模型。以有限元仿真分析软件得到的矩形缺陷数据为研究对象,得到缺陷尺寸与漏磁信号特征值的回归方程,运用最小二乘曲线拟合方法对仿真数据进行拟合。误差分析结果表明:轴向一次方程和轴向径向一次方程能更准确地计算缺陷长度,轴向径向二次拟合方程能更准确地计算缺陷深度,为管道漏磁内检测缺陷量化提供了可靠的分析方法。     

石油管道的高速检测与缺陷识别

漏磁探伤法结合磁通量检测法可检出管全内、外壁及内部各种缺陷,描述检测图形曲线。通过长期检测数据积累,将有缺陷的和经过解剖对比的石油管道图形曲线资料输入计算机作为缺陷类型模板。检测中由计算机分析缺陷信号,与反比较,识别、分选出对油井有严重危害的管道。