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。     

油气管道缺陷漏磁检测有限元模拟

为了研究油气管道缺陷的漏磁信号特征,基于漏磁检测技术基本原理,采用有限元方法,应用ANSYS软件对含裂纹和气孔缺陷管道磁化后产生的漏磁场进行模拟仿真,得到了描述漏磁场特征的磁通密度径向和轴向分布曲线。通过改变裂纹和气孔的尺寸,得出这两种缺陷形式不同尺寸下的漏磁场分布规律。结果表明,随着裂纹深度增加,磁通密度径向、轴向分量的峰值强度均明显增大;在距管壁表面相同深度下,气孔缺陷磁通密度的峰值随孔径增加而显著增大;相同孔径时,气孔距表面越近,漏磁信号越强。为管道漏磁检测过程中的裂纹和气孔缺陷的特征识别提供了理论基础和实践依据。     

基于VMD-SVM的管道漏磁检测信号特征辨识

传统管道漏磁检测信号处理出现混叠、过包络发散、低频异变等问题,导致缺陷信号特征量提取与识别效果不理想。针对上述问题,基于变分模态分析-支持向量机(Variational Mode Decomposition-Support Vector Machines,VMD-SVM)算法完成管道漏磁信号特征辨识。采用四阶VMD处理管道漏磁信号,解决了经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的过包络引发的信号发散问题,也解决了小波分解(Wavelet Transform,WT)的低频信号异变问题。同时,以峭度最大原则选择最佳的模态分量(IMFm),提取模态分量的特征量,建立样本集。最后,采用SVM算法对信号特征量进行辨识分类,优选核函数,提高辨识精度。利用现场采集信号进行验证,结果表明:VMD-SVM算法抗干扰性强、识别精度高。     

基于EMD技术的管道漏磁内检测信号研究*

为了解决油气管道漏磁内检测信号识别不准确的问题,采用EMD（经验模态分解）理论,对管道漏磁内检测信号做EMD分解和重构,得到信号处理后的信噪比信息,与原始信号和小波分析后信号的信噪比进行比对分析,结果显示,EMD技术在处理漏磁内检测信号方面比小波分析更为优越。研究表明:采用EMD技术处理管道漏磁信号可以获得更好的信噪比,能更迅速、准确地识别管道中的缺陷。     

油气管道漏磁检测缺陷的三维成像技术

漏磁检测是油气管道常用的无损检测方法,检测的重点是根据测量的漏磁信号重构缺陷的轮廓。提出了基于小波神经网络的三维成像方法,利用图像函数矩阵表达出管道缺陷的三维图像,矩阵元素值对应着缺陷的深度。利用小波神经网络,建立了由缺陷漏磁信号到图像函数矩阵关系的映射。选用的小波函数是墨西哥草帽小波,采用随机梯度下降算法训练。训练样本为三维有限元仿真数据和测量数据。采用训练数据对小波神经网络进行逼近缺陷图像函数矩阵的训练,然后用训练好的小波神经网反演给定数据,重构缺陷图像。实验结果表明,该方法能够实现三维缺陷漏磁检测的成像化及可视化。     

用高分辨率漏磁信号精确测定钢管缺陷的大小

用于探测金属管道损伤的漏磁检测清管器的磁特性是相当复杂的，而这种复杂性可对其检测信号的处理造成很大的麻烦。本文就如何解决这一问题提出了一些看法，在该领域仍有许多问题有待弄清。     

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。     

高精度管道漏磁线检测技术的应用

石油、天然气的检测意义重大,本文着重阐述具有自主知识产权的检测装置——高精度管道漏磁在线检测系统的技术原理。     

我国管道漏磁检测技术及其成就

管道漏磁检测技术是保证油气管道安全运输的重要手段，国外管道漏磁检测技术发展迅速，相继开发出了高清晰度、智能化的检测装备。中国石油天然气管道局通过国际科技合作，研究开发出了同类检测设备，实现了高清晰度漏磁检测技术的国产化，从而使我国在此技术领域走到了国际领先的行列。     

油气管道缺陷无损检测与在线检测诊断技术

油气管道检测是预测事故隐患、为安全评价提供基础资料的重要手段,国外在实践中得到了较好的应用。叙述了油气管道及管网缺陷无损检测与在线检测诊断技术及设备。管道内检测主要采用在线检测技术,如漏磁、超声和综合性检测技术;而外检测主要采用卫星成像、实时监控、阴保杂散电流测绘、第三方干扰管道检测技术。管道无损和在线检测装备主要有高分辨率超声和磁性智能设备、超声裂纹探测设备、测径设备、金属损失检测设备。随着我国油气管道总长度增加和管道服役年限的增长,管道检测任务日益繁重,我国应加快检测手段和方法的现代化,提高检测准确性和精度,培养一支强大的检测队伍。     

直流干扰对X80管线钢表面腐蚀行为的实验研究

为探究直流电流密度对X80管线钢的表面腐蚀行为,采用传统三电极体系与直流干扰源相结合的方式,建立了不同直流电流密度下X80管线钢在近中性NS4土壤模拟溶液中的电化学测试体系,得到了X80管线钢自腐蚀电位、极化曲线、电化学阻抗和腐蚀形貌特征。结果表明,直流电流密度对X80管线钢在NS4溶液中的腐蚀行为主要分为两个阶段:第一阶段为iDC=0~20 mA/cm^2时,此时主要为双电层和扩散层的形成过程,以全面腐蚀为主,腐蚀电流密度随直流电流密度的增大而增大,腐蚀产物主要为FeOOH;第二阶段为iDC≥50 mA/cm^2时,此时主要以点蚀为主,腐蚀电流密度基本不变,内层腐蚀产物主要以黑色Fe3O4为主。     

483钢级管线钢板“翘皮”缺陷分析与改进

为解决宝山钢铁股份有限公司出口北美区域某项目的483牌号管线钢在生产过程中发生的批量性“翘皮”缺陷,对炼钢连铸板坯生产、厚板轧制、UOE焊管生产的全工序各环节可能产生缺陷的各种因素,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪等进行宏观和微观组织形貌、化学成分等分析,并策划试验方案进行典型缺陷的工序定位,初步编制了缺陷图谱,梳理总结了相对应的改进措施。结果表明,483钢级管线钢“翘皮”缺陷得到了有效控制, 缺陷发生率明显下降。     

流动改进剂对含水原油集输极限温度的影响

在管道直径76、62、50 mm,管长30 m,实验管段长20 m的实验管路装置上,研究了大庆采油一厂含水90%的采出液(简称含水原油)的流动特性。根据不同温度下(32~45℃的5个温度下)不同直径管路中含水原油的压力梯度~流量关系及油流是否维持连续而不出现间断段塞,测得该含水原油的极限(最低)管输温度为35℃。加入不同量流动改进剂DODE,在50 mm管路内作相同测试,求得流动改进剂最佳加量为200 mg/L,加剂含水原油极限管输温度为27℃。测得不同温度下压力梯度均随管径增大而下降,故增大管径可以降低极限输油温度。大庆油田所属9个采油厂在集输含水原油时使用DODE系列流动改进剂,输油温度下限由35~45℃降至20~30℃,降幅约为10℃。讨论了DODE的减阻机理:生成油珠粒径粗大的拟水包油乳状液;管壁形成亲水膜。图8表1参4。     

抽油杆杆体表面缺陷临界尺寸的确定

应用应力强度因子表达式,在线弹性断裂力学K_I=K_(IC)判据的基础上,提出了25.40mm、22.23mm、19.05mm、15.88mm等4种规格的20CrMo钢D级抽油杆杆体存在局部表面缺陷时确定缺陷临界尺寸的8张图线,并举例说明了工程中使用这些图线的具体方法。对抽油杆杆体实际表面缺陷的简化也提出了原则性的处理意见。     

输油管道的安全评价和缺陷分析

某管段的螺旋焊缝存在裂纹和气孔缺陷,选取最大尺寸的裂纹和气孔,采用不同的标准分别对两种缺陷进行了评价,同时对裂纹进行了微观分析。分析结果表明：该管道已不适合在常温及常温以下环境运行,管道的安全运行压力最大为4.42MPa,裂纹已开始扩展,建议在4.42MPa以下运行、维修或停止使用。     

大口径管道管端坡口整形机

文章概述了管端坡口整形机在国内外的研制和应用情况 ,针对西气东输工程的大口径管道 ,研制了PFM××××系列坡口机 ,并以PFM 36 40坡口机为例 ,介绍该设备的结构、工作原理及性能参数。该机完全达到了立项的各项技术指标 ,通过了国家经贸委和集团公司联合组织的鉴定 ,完全满足管道内焊机以及管道全位置自动焊接技术对坡口形状及精度的要求。     

管道沟槽缺陷破裂强度评估方法研究

管道在安装施工及运行中不可避免地会出现机械损伤,机械损伤破裂是管道的主要失效形式之一,沟槽缺陷是管道机械损伤的主要形式。国际上普遍采用NG-18公式评估管道沟槽缺陷。将各种形式的NG-18公式计算结果与试验结果进行比较,得出流变应力是影响NG-18公式预测失效应力的主要因素。采用修正后的ASME B31G标准中的Folias因子与取均值的流动应力的组合最接近实际情况,是一种比较理想的评估方法。     

焊接挤压辊造成管体表面缺欠的处理

为了有效消除高频直缝焊管管坯外表面的压痕和划伤缺欠,结合高频焊管机组焊接挤压辊的设计特点,分析了焊接挤压辊造成管坯压痕或划伤等表面缺欠的原因,认为上挤压辊辊缘对管坯造成线状压痕或压坑、侧挤压辊辊缘对管坯造成线性压痕或月牙状划伤、下辊辊缘对管坯造成线性压痕是造成表面缺欠的主要原因。通过对焊接挤压辊造成管坯表面缺欠原因的分析,提出了相应的防止措施。     

全自动超声波检测管道焊缝缺陷的评判

根据全自动超声波检测（AUT）评判的基本原理和实践经验,结合实际检测得到的西气东输二线工程中管道焊缝AUT的扫查图,按照焊缝的坡口分区,依次介绍了根部、钝边、热焊及填充层等各个区域缺陷在扫查图中的表现特点及对其定性定量的评判方法。