基于磁致伸缩效应的导波在高温管道在线腐蚀检测中的应用

介绍了采用新型基于磁致伸缩效应的导波仪MsS 3030对高温管道进行的现场导波检测,同时利用现场测厚验证导波检测的可靠性.结果证明,基于磁致伸缩效应的导波检测可以实现高温管道的在线检测,能有效发现腐蚀等面积缺陷,具有广泛的应用前景.     

基于磁致伸缩超声导波技术的管道局部腐蚀检测研究

近年来,国内管道腐蚀失效的事故频繁发生,而有关地下铺设、地面架空以及高温在线等特殊工况下压力管道局部腐蚀的检测尚无相应的检测规范和成熟方法。介绍了磁致伸缩超声导波检测技术的检测原理和主要影响因素。为了研究磁致伸缩超声导波技术在管道局部腐蚀检测中的可靠性和准确性,以磁致伸缩导波检测技术理论为基础,对制作有不同缺陷类型的2种样管进行了导波检测试验。检测试验结果表明,磁致伸缩导波检测技术对压力管道局部腐蚀有较高的检出率和准确性。     

油气长输管道裂纹漏磁检测的瞬态仿真分析

为了提高油气管道漏磁检测的准确度,应充分考虑检测器行进速度对漏磁信号的影响。根据三维有限元分析原理,建立了漏磁检测系统的瞬态数学模型,并对油气长输管道裂纹检测过程进行了仿真研究。由麦克斯韦方程组推导出管道裂纹静态漏磁场的分布模型,对由漏磁检测器运动产生感应的管壁环向涡流进行了定量分析,计算其形成的"逆磁场"及其对外加磁场的影响,推导出动态磁化条件下的裂纹漏磁场有限元仿真模型。由实际物理实验得到与仿真分析相一致的漏磁信号,这表明所建瞬态仿真模型的有效性。利用该模型,获得了不同裂纹所产生的漏磁信号检测结果。根据检测结果,分析了裂纹几何特征,如深度、宽度等与漏磁信号峰谷值之间的对应关系,并给出了关系曲面图。为实际利用漏磁信号检测油气长输管道裂纹提供了重要的依据。     

基于双励磁场的管道应力内检测工程应用研究

超声、射线、磁记忆等方法可以检测管道的表面应力，但是在管道在线应力内检测上暂无应用。基于漏磁内检测器的结构，提出不同励磁强度的2节磁化内检测器在管道内检测的应用方法。通过试验及实际工程检测结果对应力检测的有效性进行了验证，对比了磁记忆、矫顽力检测管道应力的有效性。应用结果表明：双励磁场管道内检测器能够有效地进行长输油气管道的在线检测，通过一次检测得到管道的体积缺陷与应力损伤信息；体积缺陷可以通过漏磁检测进行识别，应力异常可以通过弱磁检测进行识别；在进行管壁应力验证时，矫顽力检测与双磁场应力内检测方法的结果有较高的一致性。磁记忆检测能够识别管道防腐层剥除后未打磨前的管道原始应力分布，检测结果与双磁场应力内检测方法有较好的一致性。研究结果可为管道应力内检测提供参考。     

储罐漏磁检测励磁源耦合分析与实验研究

漏磁检测凭借灵敏度高、成本低、操作简单等优点在储罐底检测中得到了广泛应用。设计了永磁铁和电磁线圈共同作用的新型混合励磁磁化部件,采用ANSYS软件对仿真模型进行基于缺陷漏磁场分布的励磁源耦合有限元分析,分析了励磁源参数及检测对象参数对缺陷产生的漏磁场分布的影响,确定底板厚度和饱和安匝数的关系。通过搭建的实验装置开展一系列实验研究,分析对比实验数据,验证有限元分析结果的正确性。为基于混合励磁漏磁检测的缺陷量化、仪器设计等提供一定理论基础。     

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。     

油气管道缺陷二维轮廓重建及处理技术

目前,我国油气管道缺陷的检测主要是通过漏磁检测装置来完成,检测人员根据经验分析波形以了解管道缺陷状况。但这种方式的数据分析工作量大、效率低。介绍了漏磁检测装置的工作原理,对管道漏磁检测装置在φ457mm管道中实际采集的数据进行了预处理和图形转换,将漏磁检测数据重建生成二维缺陷轮廓,并用图形编程软件Labview对上述图像进行噪声消除、平滑、滤波、锐化处理,这样可以直观和清晰地显示根据磁漏生成的缺陷轮廓,提高了管道监测数据分析效率及可靠性。     

油气管道周向励磁漏磁检测技术优势与发展前景

为了研究周向励磁漏磁检测技术的适用性,基于漏磁检测原理分析了该技术对于检测轴向导向缺陷的潜在优势,以及存在的技术局限性。周向励磁在管壁产生的磁场是非均匀磁场,临近磁极的磁场强度大,远离磁极的磁场强度小,缺陷漏磁通与缺陷距磁极的距离相关,两磁极间仅存在一段有效检测区域,要求传感器探头必须具有很小的间距和较高的测量精度;周向励磁产生的磁力线垂直于管道轴线,信号采集对检测装置的运行速度提出了更高的要求。从励磁方式、磁场分布状态、检测适用性和技术成熟度四个方面对比分析了周向励磁与轴向励磁漏磁检测技术,得出结论:两种检测技术的本质区别在于励磁方式和磁场分布状态的不同,且分别对轴向导向缺陷和环向导向缺陷敏感;轴向励磁漏磁检测技术更成熟且应用更广泛。最后,阐述了周向励磁漏磁检测技术的国内外技术发展与应用现状。     

管杆漏磁探伤现场应用中的问题及对策

阐述了漏磁探伤漏磁场沿管、杆径向的分布特征 ,分析了影响探伤装置漏磁检测准确性的 4个因素 ,验证了信号提离距离的变化对传感器和探伤装置灵敏度的影响。针对在用的大多数浮动式传感器固定机构存在的两个严重缺点 ,提出采用自定位传感器固定机构 ,可消除机械装置对传感器灵敏度的影响。提出了一套标定和校验检测装置的方法 ,以保证探伤仪器的检测灵敏度始终恒定 ,提高检测结果的准确性和可靠性。     

钻杆管体在线漏磁检测

漏磁检测技术的基本原理是铁磁性材料在磁场中被磁化时,材料表面的缺陷使导磁率发生变化,从而使磁路中的磁通相应发生畸变,在漏磁场处直接使用特殊的测磁装置可探查并记录漏磁通的存在.漏磁检测技术可对钻杆管体横向缺陷、壁厚变化进行检测,并对管体圆周外径、内径伤痕、剩余壁厚、腐蚀等状况做整体性评价.     

基于Maxwell 2D的抽油杆漏磁检测仿真研究

抽油杆的无损探伤多采用漏磁检测方法,简述了在Maxwell 2D仿真软件中建立抽油杆漏磁检测仿真模型的方法、励磁线圈尺寸的设计方法以及缺陷检测的仿真过程。在传统检测方法的基础上对磁路进行优化设计,并对优化前后抽油杆的磁化效果和缺陷检测结果进行了仿真对比。结果表明,优化后的磁路结构能够有效地缩小端部效应,并能够有效地提高缺陷检测的灵敏度。     

多参数约束磁性体三维形态反演

传统的磁性目标形态反演中,反演模型的初始磁性参数和几何参数需根据经验赋值,针对这一问题,提出了基于多参数约束的磁性目标体三维形态反演方法.首先,通过L1范数和正则化约束函数建立目标函数,在待增长模块中选择最优解更新反演模型;然后,利用磁性目标多参数估计方法,无需先验信息,直接对磁性目标的位置、磁化方向以及磁化强度进行估...     

BHA轴向磁干扰对方位测量误差的影响——基于人工磁场模拟方法

井下钻具组合(BHA)磁化形成的轴向磁场干扰是定向组件磁方位测量的一个重要的误差因素。为了对该误差因素进行独立分析,建立了大型三轴亥姆霍兹线圈人工磁场系统作为研究环境,使用不同磁通量的多个磁化组件作为干扰源研究在理想环境中轴向干扰磁场对定向组件的影响,并在此基础上提出了一种估算磁化组件磁极强度和校正轴向干扰的方法,通过改变空间姿态和三轴亥姆霍兹线圈磁场强度,分析了在不同井斜角、方位角和磁倾角的井眼轨迹中,轴向磁干扰对定向组件方位测量误差的影响,最后证明了校正磁性组件的轴向干扰方法,可以有效地提升BHA定向组件的方位测量精度。     

Magnetic susceptibility inversion method with full tensor gradient data using low-temperature SQUIDs

Full tensor magnetic gradient measurements are available nowadays. These are essential for determining magnetization parameters in deep layers. Using full or partial tensor magnetic gradient measurements to determine the subsurface properties, e.g., magnetic susceptibility, is an inverse problem. Inversion using total magnetic intensity data is a traditional way. Because of difficulty in obtaining the practical full tensor magnetic gradient data, the corresponding inversion results are not so widely reported. With the development of superconducting quantum interference devices (SQUIDs), we can acquire the full tensor magnetic gradient data through field measurements. In this paper, we study the inverse problem of retrieving magnetic susceptibility with the field data using our designed low-temperature SQUIDs. The solving methodology based on sparse regularization and an alternating directions method of multipliers is established. Numerical and field data experiments are performed to show the feasibility of our algorithm.     

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。     

磁场对泡沫钻井液电导率的影响研究

磁处理技术是利用磁场对非铁磁性流体作用．使被作用物的性质产生某些期望的变化，从而改善生产效果和使用效益。磁处理对常规钻井液流变性能的影响研究结果表明，磁化能明显改善钻井液性能。通过研究磁化后泡沫钻井液的性质．测定与控制钻井液的电导率，以便从电测曲线上取得更好的地层特性评价。泡沫钻井液的电导率与密度基本呈线性关系，电导率随密度的升高而变大；磁处理后泡沫钻井液的性质发生明显改变．泡沫钻井液的电导率有不同程度的下降，在磁场强度为100mT、蜂数为2的磁场条件下泡沫钻井液的电导率变化率降低最大，电导率平均下降16％左右。     

油井套管对地磁场的影响实验

油井中的铁磁质套管受到地磁场磁化作用会产生磁化磁场,引起套管附近的地磁异常。通过对地磁异常的分析,可以判断邻井的方位。实验中利用套管在地磁环境中分别模拟了竖直井、斜井和水平井3种情况,研究了套管对地磁场所造成的影响,总结了套管对地磁场影响的规律。实验表明:邻井为斜井、水平井时,二者所引起的地磁场强度异常区域分布相似,且异常区域较大,所引起的磁工具面偏角异常分布也如此,在井的NW、SE方向磁场强度异常较大,在NE、SW方向磁工具面偏角异常较大;邻井为竖直井时,引起的磁场强度和磁工具面偏角异常区域较小,其分布与斜井、水平井不同,在南北方向磁场强度异常较大,在东西方向磁工具面偏角异常较大。通过磁场强度异常和磁工具面偏角异常的分布可判断邻井的方位。     

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。     

磁处理对G级水泥颗粒及其与处理剂间ξ电位的影响

磁处理可以改善水泥浆的性能。介绍了试验仪器、试剂和试验方法。通过测定磁化前后水泥颗粒 ξ电位可知,在最佳磁感应强度 0.2 3T下,磁化后 ξ电位绝对值提高 2.5mV。对所选用的 6种常用的水泥添加剂进行了试验,对不同的添加剂,磁处理后 ξ电位绝对值有不同程度的提高,提高值约在 5~4 0mV之间,为从理论上解释磁处理改善水泥浆性能提供了依据。     

电控柴油机转速传感器输出电压特性研究

磁电式传感器是目前在发动机转速信号测量中应用最为广泛的一种频率式变换器,为了能在电控柴油机电控单元（ECU）中设计高可靠性的转速信号处理电路,本文对这种传感器输出电压特性作了深入分析.分析结果指出,传感器输出电动势随发动机转速增大成线性增大,随安装间隙的减小而增大.结合测量电路的输入阻抗分析,减小传感器安装间隙可提高低转速时传感器输出电压;增大测量电路的容性负载,减小其阻性负载可降低高转速时传感器的高输出电压对测量电路造成的冲击.