高速漏磁检测方法的发展

漏磁检测法已成功应用于各类铁磁性材料的检测中,但当代生产技术的革新和新应用领域的出现对漏磁检测法的检测速度提出了新的挑战.高速漏磁检测的信号出现畸变,制约着检测速度的进一步提高.对此,众多研究人员对信号畸变的机理进行研究,发现磁化滞后效应是影响高速漏磁检测信号的主要因素.当高速运动的钢管通过磁化线圈时,涡流使得管壁内的...     

脉冲漏磁检测中的涡流效应

为了解脉冲漏磁检测中涡流效应的特点,奠定进一步分析脉冲漏磁检测信号的基础,建立了脉冲漏磁检测的有限元仿真模型,观察了检测中瞬态磁场和感生涡流的分布,分析了感生涡流特征量的特点及影响因素。结果表明,脉冲漏磁检测中,瞬态磁场和感生涡流总体上符合集肤效应并相互影响,其中感生涡流具有渗透深度浅、感应强度大的特点,涡流密度峰值时间在深度方向上有较强的分辨率。电导率和磁导率影响感生涡流的渗透深度和密度峰值时间在深度方向上的分辨率;脉冲激励上升时间常数只影响感生涡流的渗透深度,而和密度峰值时间在深度方向上的分辨率无关。     

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。     

涡流检测磁化管道时频率对线圈阻抗的影响

管道漏磁—涡流复合内检测是一种将漏磁传感器和涡流传感器集成在同一个探头壳体内,用霍尔传感器检测并量化缺陷,再用涡流传感器判定内外壁缺陷的方法。涡流线圈阻抗变化的影响因素有缺陷本身规格形状、缺陷处材料的磁特性以及线圈的激励频率。通过有限元仿真测量了不同激励频率下,涡流线圈经过管道内外壁的缺陷时,线圈的电感、电阻、阻抗和阻抗角的变化规律。结果表明,当线圈的激励频率在200kHz左右时,对内壁和外壁缺陷,线圈的电阻和阻抗角变化较大,而电感和阻抗的变化不明显。试验结果为进一步设计涡流检测电路奠定了基础。     

高速检测条件下缺陷钢轨涡流效应的仿真

由于高速漏磁检测下速度效应的存在,检测信号会发生畸变。根据漏磁检测中速度效应的基本原理可知,速度感应产生的涡流是直接影响漏磁检测信号的因素之一,而且其大小同速度及磁场强度成正比。因此文章根据高速检测的这一特点,建立了新的高速检测模型,对一系列运行在不同速度下有缺陷的钢轨模型进行了有限元仿真,并将该模型下的检测信号与经典漏磁模型的检测信号对比,进一步认识了涡流效应对检测信号的影响。     

涡流效应对脉冲漏磁检测信号的影响

为了研究脉冲漏磁检测中涡流效应对漏磁信号的影响,应用有限元分析软件建立了脉冲漏磁检测仿真模型,对被测样本内磁场与涡流分布随时间变化的情况进行了分析,进而研究了基于不同激励电压和磁芯磁导率仿真模型的漏磁信号波形。仿真结果表明,当磁场激励较小时,漏磁信号在脉冲激励电压的上升阶段存在过冲现象,随后达到稳态。搭建了检测平台进行检测试验,检测结果与仿真结果相一致,研究表明在缺陷检测中应用检测信号峰值特征评估缺陷深度的方法具有更高的精度。     

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。     

基于有限元分析的压力管道外漏磁检测

针对石油化工行业中压力管道的运行特点,根据漏磁检测原理开展了管道外漏磁检测。首先利用有限元分析软件建立了双励磁结构管道外漏磁检测模型,得到了半球形缺陷漏磁场的空间分布特性。然后研究了缺陷体积、管道壁厚、气隙厚度、两磁化结构张开角度等因素对缺陷漏磁信号的影响规律,并进行了试验验证。试验结果与仿真结果均表明,缺陷漏磁场磁通密度随缺陷体积的增大而增大,随管道壁厚和气隙厚度的增加而减小;缺陷漏磁场磁通密度轴向分量随着磁化装置张开角度的增加而变小。试验所用的漏磁检测装置能够有效地识别半球形缺陷,并能够对半球形缺陷进行量化和定位。     

钢管高速漏磁检测中涡流效应实验分析

通过将钢管直线高速扫描运动转换为圆环旋转高速扫描运动的方式,组建了高速漏磁检测装置;分析基线漂移的根源——涡流效应,以及高速漏磁检测中涡流效应存在的物理诠释及其分布特点。对比分析表明:0～12m/s的扫描速度对检测信号幅值的影响不大,但由于确实存在涡流效应,所以导致所获得检出信号波形基线发生了漂移,而基线的漂移方向取决于磁敏元件布置在磁化器中的位置,基线漂移可通过一定的软件补偿调整而得到处理。     

管道盗油孔的漏磁内检测信号识别

介绍了漏磁内检测的原理和漏磁信号的特性,利用环焊缝和磁路方式相结合的方法判读特征信号的极性,再利用特征信号一致性的比较原则,并结合特征信号的特征和盗油孔的方式,有效识别出管道盗油孔的信号,避免管道盗油孔信号的误判和漏检,为今后成品油管道漏磁内检测数据的分析和信号识别提供技术支持。     

漏磁检测技术在管道检测中的应用及影响因素分析

阐述了漏磁检测的原理,介绍了基于漏磁原理的检测系统组成,以及在长输管道及工业管道检测中的工程应用。详细分析了漏磁检测技术的主要影响因素。指出我国漏磁检测技术领域与国外存在较大差距。国内管道内检测已进入立法阶段,相关标准的初稿已基本完成,未来漏磁检测技术必将在维护管道安全生产上发挥越来越重要的作用。     

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。     

奥氏体不锈钢马氏体含量的杂散磁场检测与涡流检测

为了比较杂散磁场和涡流检测技术对奥氏体不锈钢马氏体含量的检测能力,制备了铁素体含量系列标准试块、马氏体含量系列试样和管道弯头工件,并开展了两种检测技术对不同马氏体含量的信号响应试验、磁各向异性试验、同种材料不同马氏体含量检测试验和现场管道弯头的检测试验。试验结果表明,受工件的磁各向异性和环境磁场等因素影响,杂散磁场检测技术检测结果与马氏体含量的对应关系差;但这些因素对涡流检测技术的影响较小,因此,对于奥氏体不锈钢马氏体含量的现场检测,涡流检测技术要优于杂散磁场检测技术。     

基于LabVIEW的远场涡流管道检测系统

为了提高管道无损检测的精度,实现管道内外壁缺陷的检测,采用远场涡流的检测方法,依据检测线圈接收到的信号是激励线圈产生磁场两次穿过管壁后的信号,携带了管壁内外缺陷信息的原理,设计了远场涡流传感器、检测信号处理电路。对检测线圈接收信号进行放大、滤波处理,信号采集;采用LabVIEW编程计算检测信号幅值,互相关算法计算检测信号相位,确定缺陷深度。对内径36mm的有伤管道进行了试验。结果表明,所设计的仪器能检测出管道上深度为0．5mm及以上缺陷。利用LabVIEW对相位差计算提高了检测精度,为实际应用提供参考。     

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。     

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。     

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。     

螺旋焊缝噘嘴错边缺陷三轴漏磁信号分析

东部管道螺旋焊缝的未焊透、未融合等缺陷严重威胁着管网的安全运行.为了解决此类缺陷检测难题,在东北原油管道开展了三轴高清漏磁内检测技术试验.原试验分析结果认为噘嘴和错边等缺陷是导致螺旋焊缝信号异常的主要原因,并由此判断漏磁检测技术不能检测出导致螺旋焊缝开裂的主要缺陷.通过对漏磁检测技术原理和信号特征进行统计分析,并通过理论推理和试验验证等方法,提出噘嘴和错边等几何缺陷不是导致螺旋焊缝缺陷信号异常的主要因素.更新了业界对三轴高清漏磁检测螺旋焊缝缺陷的认识,拓宽了研究的思路.     

储罐角焊缝裂纹漏磁检测有限元分析

针对石油石化行业中的储罐角焊缝不易检测的特点,使用漏磁检测技术对储罐角焊缝裂纹进行检测。应用有限元软件建立了角焊缝裂纹缺陷的分析模型,得到了角焊缝裂纹缺陷漏磁场的空间分布,提取出了角焊缝裂纹缺陷的漏磁信号,分析了角焊缝裂纹缺陷影响漏磁信号的因素;在此基础上对储罐角焊缝裂纹缺陷进行了漏磁检测试验,对得到的漏磁信号进行分析,分析结果与有限元分析提取的漏磁信号结果相符,证明了所建立的检测系统的可行性与有效性。     

油气管道缺陷漏磁检测地面标记器研制

漏磁检测是目前最常用的管道缺陷检测方法之一,它针对管道壁变薄、有腐蚀或者凹坑等缺陷有很好的检测效果。漏磁检测系统通常分为管内检测、管外定位、数据处理三个部分,其中地面标记器是管外定位的核心设备。文章根据油气管道漏磁检测的实际需要,研制出一种操作简洁、定位精度高的地面标记器。在对地面标记器的工作特性和性能要求进行较全面分析的基础上,完成了地面标记器系统的硬件电路设计和制作,其中包括充电电路、供电电路、信号调理电路和MCU控制电路;完成了数据采集和计时程序的编写,并进行了试验验证。试验结果表明,标记器能够有效监测到强度相当于地表以下3m处的管道中经过的检测机器人发出的漏磁信号。