基于模糊核支持向量机的管道磁记忆检测缺陷识别

针对金属磁记忆检测管道缺陷判定准则的局限性,通过构造基于梯形模糊数的最大、最小贴近度的模糊核函数,提出了一种基于模糊核支持向量机的缺陷识别方法。通过构建识别函数,将管道状态划分为应力集中、微观缺陷和宏观缺陷3个等级。通过比较未形成缺陷的应力集中区域与微裂纹缺陷的特征,构造了五维支持向量机输入特征向量：小波包频带能量增量、修正傅里叶系数、区域信号的峰峰值、信号的检测切向梯度和检测法向梯度。通过实验设计,对采集的磁记忆信号进行特征提取和缺陷识别。与传统线性核与多项式核识别结果进行比较,分析表明该方法能够有效识别管道缺陷,为金属磁记忆技术精确测定管道缺陷提供了一种新方法。     

油气管道划痕非饱和漏磁检测与识别

油气管道在线检测技术可有效检测出金属损失缺陷,但对腐蚀和机械损伤划痕识别区分能力有限。针对现有管道检测技术存在不足的问题,提出了一种直流磁轭式非饱和漏磁检测技术。建立了管道机械损伤划痕部位的瞬态力学三维有限元模型,仿真结果显示在管道划痕部位产生明显的压应力。搭建了非饱和漏磁检测试验装置,同时开展了非饱和磁化下油气管道划痕和腐蚀两种缺陷的对比试验。试验结果表明：与腐蚀漏磁信号相比,在划痕区域中间部位信号产生畸变,由应力作用引起的峰值占整个负峰值的40%;非饱和漏磁检测技术不仅能有效检测出腐蚀及划痕缺陷,而且实现了对二者的识别区分。研究结果可为非饱和漏磁检测技术应用于油气管道腐蚀和机械损伤划痕的检测与识别提供技术支撑。     

基于BP神经网络管道磁记忆检测模式识别

为区分管道母材及焊缝处不同损伤形式磁记忆信号,运用BP神经网络对管道缺陷检测信号的模式进行识别。以X80管线钢作为试样材质,分别从X80管道母材及焊缝部位取样,加工无缺陷及含裂纹等两种形式的试样并对其进行磁记忆检测。采用有限元分析软件获得其磁场分布,对磁记忆检测信号进行特征参数提取并采用BP神经网络对特征参数进行聚类,建立了管道磁记忆检测模式识别方法。研究结果表明:不同损伤部位及形式的试样,其磁记忆检测信号分布有较大差异;磁记忆检测信号分布与试样表面形貌及损伤形式密切相关;运用BP神经网络能够有效识别管道不同位置及损伤形式的磁记忆检测信号。研究结果为磁记忆检测技术应用于管道内检测并进行管道典型缺陷信号识别提供了新的思路和方法。     

非接触式磁检测技术在长输管道外检中的应用

长输管道在失效断裂前往往会在相应的位置出现应力集中的现象,而传统的无损检测方法和漏磁检测技术无法对应力集中做出相应预警。非接触式磁检测技术利用铁磁材料具有金属磁记忆的特性,对管道上方的空间磁场梯度进行采取和分析,可以找到材料的应力集中区,从而发现材料的早期隐形损伤。非接触式磁检测技术成功地检测出了广西天然气管道的应力集中区,并利用金属磁记忆检测仪对较大隐患点进行开挖验证,验证结果和非接触式磁检测技术结论一致,证明了非接触式磁检测技术是检测铁磁材料应力集中的有效手段。     

基于金属磁记忆检测技术的油气管道检测研究

油气管道内的应力集中区如果不进行早期诊断,将逐渐演变成宏观裂缝从而导致结构破坏,而传统的漏磁检测不能进行有效的检测[1],本文以金属磁记忆检测技术为基础,建立了油气管道的应力集中区磁偶极子模型,并对模型进行了matlab正演和反演仿真,通过检测点处的漏磁场量,定量的反演出了应力集中区深度,为油气管道的早期无损检测提供了理论依据。     

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。     

磁记忆无损检测变送器的研制

通过采用磁敏传感器和二级放大电路研制了磁记忆无损检测变送器．并对该变送器进行了实验测试。实验结果表明该变送器能有效检测铁磁构件的应力集中以及构件的早期缺陷；磁记忆检测是对在役铁磁性部件进行早期缺陷诊断的有效手段。     

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。     

非开挖磁记忆检测技术应用研究

由腐蚀引发的安全及环保风险较高、后果严重,为了提高腐蚀风险预警能力,利用管道本体缺陷地球磁场畸变原理,引进操作简便、效率高、费用低的非开挖磁记忆检测技术,并针对高风险管道开展现场检测,结合管道工况、实际敷设海拔高程变化、风险参数计算,进行腐蚀风险评级及缺陷定位,现场开挖检测及断管验证与非开挖检测结果吻合。非开挖磁记忆检测技术解决了常规检测技术开挖工作量大、费用高及检测不全面的问题,检测效率提高5倍,检测成本降低50%,通过对缺陷提前治理,节约了穿孔形成的治污费及油气损失,该技术在精准防腐等方面具有较好的应用前景。     

基于欧拉反演法的金属磁记忆油气管道检测研究

油气管道应力集中区定量化研究一直是无损检测的热点和难点,本文为利用金属磁记忆检测技术定量化地反演油气管道应力集中区的位置,首先建立了油气管道应力集中区的磁偶极子模型,通过油气管道表面漏磁场及其梯度张量数据,使用欧拉反演法,采用多点联合反演,快速准确地反演出了油气管道应力集中区的位置,为油气管道的早期定量化无损检测提供了理论依据。     

金属磁记忆技术在埋地金属管道应力集中区检测中的应用

在埋地金属管道检测中,非开挖状态下如何检测应力集中区是一个亟需解决的问题。金属磁记忆技术可以检测地磁场作用下的埋地金属管道应力集中区,通过分析检测到的管道表面磁场法向分量及其梯度值可确定应力集中区位置。利用TSC-4M金属磁记忆检测仪分别对位于小区占压、林地和穿跨越区域的埋地管道进行了应力检测,管道应力集中区检测结果与开挖验证结果相符。检测结果表明,金属磁记忆检测技术可以在非开挖状态下进行埋地金属管道应力集中区检测,能够对管道进行早期诊断,检测结果准确可靠。     

焊接缺陷早期探伤诊断的新方法

随着无损检测技术的不断发展,对金属构件进行早期的探伤诊断成为无损检测领域的一个新的研究热点。金属磁记忆检测方法是利用铁磁物质的磁机械效应,通过检测金属构件的漏磁场强度来确定应力集中部位,并根据应力集中进一步确定焊接缺陷的一种无损检测手段。与其它无损检测方法相比它最大的优点在于能够早期“预言”容易产生缺陷的位置并且直接利用地磁场进行检测而无须对构件进行另外的磁化。简要介绍了金属磁记忆检测方法的研究现状、原理、设备及其发展前景。     

基于弱磁法的管道裂纹内检测技术探索

管道弱磁应力内检测技术可以有效检测管道上由各种原因导致的应力集中,管道裂纹的萌生与扩展伴随着裂纹周围的应力集中变化。为研究弱磁内检测技术在检测管道裂纹方面的适用性,建立了管道裂纹受力模型及力磁耦合模型,通过模拟管道裂纹扩展过程中的应力分布及裂纹的磁信号特征,得出结论:管道上的裂纹在受到拉伸载荷后,裂纹尖端的应力值逐渐增大,在管材弹性形变阶段,弱磁信号呈线性变化,裂纹信号特征为出现峰值。该方法可作为漏磁检测技术的补充,辅助排查裂纹缺陷。     

基于Spearman-CS-ELM的油气管道腐蚀预测模型

腐蚀是造成油气管道失效的主要原因,准确预测管道的腐蚀缺陷是防止管道失效事故的重要手段。基于斯皮尔曼（Spearman）、布谷鸟算法（CS）和极限学习机（ELM）组合模型,采用Spearman相关系数判别腐蚀因素的相关性,利用因子分析进行降维处理,引入极限学习机对腐蚀速率进行回归,采用CS算法对ELM模型的输入权值和隐含层阈值进行迭代寻优,并比较不同的ELM激活函数,建立了一套埋地管道腐蚀速率预测方法。通过对某埋地管道进行预测值与实际检测值的比对,腐蚀速率的平均相对误差为2.32%。     

三轴高清晰度漏磁腐蚀检测器的研制

三轴漏磁腐蚀检测比单轴有明显的技术优势,但国外检测公司在国内实行技术封锁,仅提供管道三轴腐蚀检测服务,且价格昂贵。为此,研制了711 mm(28 in)三轴高清晰度漏磁腐蚀检测器。该检测器的三轴探头能灵敏地识别出横向沟槽和焊缝,帮助数据分析人员分析和量化缺陷,为业主提供详细、精确的检测报告。现场试验结果表明,检测到的缺陷点与实际开挖结果与数据分析报告给出结果相符,说明三轴漏磁腐蚀检测器检测结果精确。     

基于磁记忆的导管架平台关键构件预检测研究

随着服役年限的增加,导管架海洋平台结构将产生缺陷和损伤。金属磁记忆技术可实现对铁磁性金属构件内部应力集中区的检测,因此可用于对导管架平台结构的应力集中检测。在介绍金属磁记忆检测机理后,将该技术应用到导管架平台结构预检测上,并以CEP导管架平台上部组块为对象开展了应力集中检测。经与超声检测结果对比,验证了金属磁记忆技术在导管架平台结构检测的适用性。研究结果表明,金属磁记忆检测能快速准确地对平台结构进行应力集中检测,其检测结果可为平台年检计划的制定提供依据和参考。     

酸性气田输气管道腐蚀缺陷外检测技术

针对酸性气田输气管道容易在H2S和CO2作用下发生氢致裂纹、应力腐蚀开裂、局部腐蚀和均匀腐蚀的特点,介绍了瞬变电磁法、磁记忆检测技术和超声导波技术三种管道缺陷外检测技术的基本原理及其应用情况,总结了各种方法优缺点。经过分析后认为,磁记忆检测技术在酸性气田输气管道腐蚀缺陷检测中具有最好的适应性。     

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。     

兰成渝输油站弯管震后金属磁记忆检测

兰成渝输油管道担负着西南片区成品油供应,由于其特殊性,常规的无损检测方法(超声波、磁粉、渗透检测等)不适于对输油管道的在线检测,并且不能检测出管道的早期应力集中。应用金属磁记忆检测技术对兰成渝输油站弯管进行"5.12"汶川大地震震后应力集中检测分析,可以定性评价震后兰成渝输油管线的安全性,为管道的维护提供重要的参考依据,同时也为金属磁记忆检测技术在管道检测方面的推广应用奠定了基础。     

基于磁记忆检测的应力集中程度分级试验研究及其在钻机评估中的应用

金属磁记忆检测是一项新型无损检测技术,是检测铁磁构件中应力集中缺陷的有效手段,但在实际检测评价中存在应力集中程度的分级问题.在论述磁记忆检测技术原理及特征参数的基础上,通过对45#钢和Q345#钢的疲劳试验磁记忆检测数据的分析,指出磁记忆特征参数可以作为构件应力集中程度的判据,并给出了这2种材料应力集中程度的分级结果.在钻机安全评估中的成功应用表明,将磁记忆检测特征参数作为评估应力集中程度的判据是合理的,但具体分级数值范围依赖疲劳试验确定.