油管横向缺陷动态检测装置设计及研究

针对传统漏磁检测装置对油管的横、纵向缺陷辨识度低和检测精度差的问题,设计了油管横向缺陷检测装置。基于直流线圈磁化理论以及油管横向缺陷检测的速度效应原理,首先设计出满足磁化及检测要求的各个装置零部件,再通过Ansoft软件建立缺陷动态检测模型,分析油管饱和磁化所需电流安匝数及满足横向缺陷检测精度、高覆盖率检测下的最佳检测速度。仿真及试验结果表明:磁化线圈在安匝数1 200时可使油管饱和磁化,当油管螺旋前进速度为0.5 m/s时具有无盲区高精度的检测效果,且检测波形可在一定程度上反映缺陷形状及尺寸。该检测装置对横向缺陷有较好的检测效果,装置的设计及研究具有一定的工程意义。     

油管漏磁现场无损检测装置的研制与应用

研制的油管漏磁现场无损检测装置采用漏磁检测原理 ,油井作业时可不清除油管表面油污 ,在井口对油管做现场检测。装置由机架总成、信号转换器 (信号放大和A/D转换 )、便携式计算机、显示打印部件和信号传输线等组成。江汉、胜利和长庆油田 10口井 10 96根油管 (包括缺陷深度在 0 5mm以上的 34 5根 ,占被检油管总数的 31% ;缺陷深度在 1 0mm以上的 186根 ,占被检总数的 17% )的现场检测表明 ,检测装置对油管缺陷定性检出率为 10 0 % ,对油管缺陷定量分析准确率为 90 %。     

长输管道漏磁内检测缺陷识别量化技术研究

为了识别和量化管道漏磁内检测的缺陷信号特征,利用有限元分析方法对缺陷特征量与漏磁信号的关系进行仿真,分析了缺陷长度、缺陷深度对缺陷漏磁场的影响规律。通过对每个通道的检测数据求平均值来判断环焊缝,利用金属增加与减少在频域中的不同形态,建立了漏磁内检测中金属损失的信号识别和量化模型。缺陷尺寸模型以漏磁场轴向分量的两峰谷间距量化缺陷长度,长度尺寸与特征量呈线性关系;以轴向峰谷值和缺陷长宽比来量化缺陷深度,在长宽比一定的情况下,深度尺寸与特征量呈线性关系。在含有42个预制金属损失的标样管上进行了牵拉试验,结果表明该模型对金属损失识别率为100%,量化准确率满足90%的置信度要求。     

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。     

油管在线漏磁检测的关键问题分析

对涉及油管在线漏磁检测的油管磁化、检测传感器及调理电路、检测探头、提离效应、分析软件等关键问题做了较为深入的分析,认为选择永磁体对油管进行磁化,以A3515型霍尔元件及二级调理电路对油管缺陷信号进行拾取与放大、设计浮动式整体探头、以计算机为核心来设计油管在线漏磁检测系统是合适的.同时指出提离距离对检测结果有影响,选择合...     

基于深度学习的漏磁检测缺陷识别方法

传统漏磁信号缺陷量化缺少其他分量信息,人工特征的提取方式造成信息量有限。为此,提出一种基于深度学习的漏磁检测缺陷量化识别方法,并建立了漏磁检测缺陷识别模型,该模型包含深度卷积神经网络模块和回归模块。深度卷积神经网络模块利用卷积神经网络的多输入多输出互相关操作,完成漏磁缺陷信号3个分量(轴向、周向、径向)的数据融合,利用预训练的网络,迁移已有知识,实现缺陷信号的特征自动提取;回归模块中设计缺陷、长度和宽度联合损失函数,利用回归方式实现缺陷尺度的量化。采用有限元仿真和牵拉试验相结合的方式,建立漏磁信号缺陷量化数据集并划分为训练集和测试集,训练集用于模型训练,测试集进行方法验证。研究结果表明:90%置信度下,长度和宽度量化结果全部落在±10 mm的误差带上,深度量化结果全部落在±10%t (t为壁厚)的误差带上,满足工程检测要求,可有效完成管道漏磁缺陷识别。研究结果可为油气输送管道漏磁检测新技术的研究提供一定的参考。     

漏磁探伤规律在油管检测中的应用

油管在服役过程中将会产生某些类型的缺陷,根据缺陷性质和产生的部位,主要采用漏磁法检测。漏磁场的大小会受到磁场强度、缺陷类型、工件材料及状态、表面覆盖层等诸多因素影响。通过对检测波形进行分析,验证了漏磁检测的三条规律,为实施油管整体评价提供了依据。     

漏磁检测定量分析中的信号处理技术

漏磁检测和涡流检测是油田套管、油管状况检测的两种主要电磁无损检测方法,其中漏磁检测与评价的最终难点是检测信号的定量解释。文章主要介绍了漏磁检测定量分析中的常用信号处理方法,包括信号数字滤波,信号特征量提取,缺陷模式的反演等相关技术。     

管柱力学分析和油管漏磁检测的综合运用及存在问题分析

YGJ-1油管现场无损检测装置是针对用加压、人工查看等常规油管检查方法的缺陷而开发生产的智能产品,该装置能对油管表面及内部的裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷进行计算机无损检测,它既可用于室内油管的检测,又可在油管起下作业的同时进行现场检测,并对检测结果进行自动存储和打印,为旧油管的分级使用或报废提供科学依据。经结合油管腐蚀、磨损老化等相关原理,统计分析现场漏磁油管检测情况,结合管柱力学分析软件运用,对检测效果和经济效益进行了评价,阐述了管柱力学分析和漏磁油管检测在油田作业的必要性和存在问题。     

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。     

油管损伤磁记忆检测信号定量研究

鉴于磁记忆方法在油管损伤检测中缺乏有效的损伤评判依据,难以实现缺陷量化分析,定量研究了磁记忆信号与油管缺陷尺寸之间的关系。通过设计检测系统,开展了对预制刻伤J55油管试样室内磁记忆定量检测试验。对检测信号进行降噪和求取梯度处理,发现磁记忆信号能够很好地表征油管损伤尺寸及位置信息。提取刻伤处信号梯度峰峰值V_(KK)及峰宽值VW,发现峰峰值V_(KK)随着孔深h增加呈二次曲线增大,峰宽值及峰峰值则与孔径存在较好的线性关系,结合曲线拟合结果可以进一步确定缺陷尺寸。该结果有助于磁记忆检测技术的定量化研究以及进一步建立完善的油管损伤磁记忆检测评价体系。     

基于ANSYS的多层管柱电磁探伤方法研究

根据电磁探伤技术的基本原理,利用有限元分析软件ANSYS作为仿真分析工具,对不同缺陷所产生的漏磁信号进行分析,实现了常见缺陷漏磁场的模拟。基本思想是把待分析问题模型进行单元剖分,通过建立一个与电磁场矢量偏微分方程等价的能量泛函,并在一近似的函数空间内求此泛函的极小值,转化为求解以离散区域内各网络节点的未知矢量磁位为变量的代数方程组来解决。结果表明,该方法适用于多层金属管柱的损伤检测,不同缺陷所产生的漏磁信号不同,缺陷参数与其所产生的漏磁信号参数之间有一定的对应关系。     

油气管道腐蚀检测技术的研究

对管道漏磁在线检测仪的总体设计、结构及各部分的工作过程进行了介绍 ,对硬件设计进行了分析 ,采用工程数据库技术对检测数据管理 ,分析干扰因素对漏磁信号的影响 ,采用滤波和数字平滑方法消除干扰影响的方法 ,利用径向基函数插值方法对漏磁信号补偿和凹坑缺陷轮廓的局部逼近 ,提出了缺陷外形参数的评价方法 ,使缺陷检测达到定量化 ,整套方案实际应用有效、可行。     

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。     

基于有限元分析的油管螺纹区磁化方法研究

根据油管螺纹区的结构特点建立了相应的分离式漏磁检测模型.利用电磁场有限元分析方法对油管螺纹区漏磁检测模型进行计算,分析了模型的磁场分布规律和特点,对每个检测模型中的各项参数进行了计算和优化设计,其结果对油管螺纹检测传感器的结构设计和后续信号处理有一定的参考价值.     

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。     

油管漏磁自动检测过程中的退磁方法研究

退磁是漏磁无损检测中不可缺少的环节之一。针对油管漏磁自动检测过程中的剩磁，选用了直流退磁方法进行退磁处理。通过在时间上将磁场作用离散化，分析了退磁的动态过程，同时分析了退磁过程中离开退磁线圈一端的剩磁大于进入端的原因，并通过适时关断或控制退磁电流的大小消除了这一影响，使退磁后的油管剩磁小于0．5mT，满足API规范要求。     

漏磁探伤规律用于油气管道的缺陷检测

油气管道在服役过程中会产生某些类型的缺陷,根据缺陷性质和产生的部位,采用超声、磁粉、涡流、漏磁等无损检测方法对管道缺陷进行检测,其中漏磁检测是比较好的检测方法,可检测管体的裂纹、孔洞、磨损等缺陷。通过探测漏磁场来获取缺陷漏磁场的量值,从而可对缺陷进行量化,实现缺陷识别智能化。漏磁探伤有以下规律性:同等大小的缺陷,上端距工件表面距离越近,产生的漏磁场越大;缺陷方向越接近垂直于磁场方向,漏磁场越大;同样宽度的缺陷,如果深度不同,产生的漏磁场不同。对检测波形进行分析,验证了漏磁检测的规律性,为实施油气管道整体评价提供了依据。     

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。     

油管探伤曲线的分析与判断

漏磁探伤是目前普遍使用的油管无损探伤工艺。本文从探伤原理出发,分析了现用的漏磁探伤工艺存在的缺陷,并从实际应用中测算出漏检区域范围,对漏磁探伤曲线进行了分析,对改进提出了建议。