油管的无损检测
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石油管道无损检测技术的发展研究摘要:石油管道的安全运营对于石油行业至关重要。
由于长时间的使用和外界环境的影响,石油管道的损耗和腐蚀等问题不可避免。
研究和应用石油管道无损检测技术对于发现和修复管道问题至关重要。
本论文通过对现有石油管道无损检测技术的研究和分析,总结了各种无损检测技术的特点和应用情况,并对其发展趋势进行了探讨。
1. 石油管道无损检测技术的现状石油管道无损检测技术是一种通过对管道进行非破坏性检测来发现管道内部缺陷和损伤的技术。
目前,常用的石油管道无损检测技术包括超声波检测、磁粉探伤、涡流检测、X射线检测等。
这些技术各有特点,可以发现不同类型和大小的管道问题。
2. 超声波检测技术超声波检测技术是在管道表面或管道内部通过超声波传播来检测管道内部的缺陷和损伤。
该技术可以检测到管道内壁的腐蚀、裂纹和疲劳断裂等问题。
超声波检测技术具有高灵敏度、高分辨率和定位准确等特点,广泛应用于石油管道的无损检测中。
3. 磁粉探伤技术磁粉探伤技术是通过涂覆磁粉剂在管道表面,利用磁场和磁粉间的相互作用来检测管道内部的缺陷和裂纹。
该技术适用于发现管道表面的细小缺陷,具有简单、快速、经济等特点。
5. X射线检测技术X射线检测技术是通过将X射线照射到管道上,利用X射线与管道材料相互作用的原理来检测管道内部的缺陷和裂纹。
该技术适用于检测管道内部的大型缺陷,并具有高穿透力和定量分析的能力。
6. 石油管道无损检测技术的发展趋势随着石油管道运营监测的要求越来越高,石油管道无损检测技术也在不断发展和改进。
未来,石油管道无损检测技术将朝着更高的灵敏度、更高的分辨率和更快的检测速度发展。
随着数据处理和图像分析技术的发展,石油管道无损检测技术将更加智能化和自动化。
石油管道无损检测技术对于保障石油管道的安全运营具有重要意义。
本论文总结了常用的石油管道无损检测技术,并对其应用情况和发展趋势进行了探讨。
希望本论文能对石油行业相关工作者和研究人员提供参考和帮助。
油管缺陷的无损检测国内外发展现状:油田上采用钢管作为输油管道,对油管的检测可以看作是对钢管的检测。
但油管内壁缺陷多,危害大,一般探伤方法不适合。
又因为油管的使用具有重复性,在油田生产中对节约成本,保证安全生产有至关重要的作用,因此对油管缺陷的无损探伤,一直是国内外无损检测界的难题之一。
近年来,随着电子、机械工业中新技术的发展,美、德、加、俄等国采用最新电子、机械和无损检测技术成果,对管道的检测开展了大量的研究开发工作。
对于油管的无损检测,包含多种检测方法,主要有漏磁法、超声法、涡流法等。
相对于大型管道(如长输油管线)的无损检测技术研究来说,对抽油管及小直径的钢管的无损检测技术是在其基础上发展起来的。
在国外,同类技术发展已有十多年,已有多家公司提供系列产品,但因技术复杂、难度大、价格高,不利于国内推广,并且有相当的技术难点,有待进一步解决。
管道发达的国家早在五、六十年代就开始了管道检测技术研究。
管道检测器发展至今已经历三代:第一代为普通型检测仪;第二代为高精度型检测器(HR);第三代为超高精度型检测器(XHR)。
1965年国际著名的管道检测公司之一美国TUBOSCOPE公司首次采用漏磁检测器对管道实施了内检测;1973年英国天然气公司(British Gas简称BG)第一次采用漏磁检测器对其管辖的一条直径为600mm管道成功进行了内检测。
当前,国际上主要采用管道检测爬机(Intellingent Pigging)进行油田管道的在役检测,其检测主要采用超声波方法及涡流方法。
对于超声检测来说,确是目前最为广泛的一种无损检测方法。
它具有灵敏度高、穿透力强、探伤灵活、效率高等优点,而且对平面缺陷十分敏感,但超声波在空气中衰减很快,检测时一般要有声波的传播介质(如水、油等),并且要求被检表面光滑;同时,超声探伤难于探出细小裂缝且为解释信号,要求检验人员素质高。
目前国外这种类型的检测爬机的判别精度为±1mm。
无损检测技术在石油管道安全管理中的应用石油管道是石油输送的重要通道,对于国家经济的发展和能源的安全至关重要。
然而,随着管道运营年限的增加,管道存在的隐患和风险也越来越突出。
为了确保石油管道的安全运营,无损检测技术被广泛应用于石油管道的安全管理中。
无损检测技术是一种通过对材料或构件进行检测、评估而无需破坏其完整性的方法。
它能够对石油管道内部和外部进行全面的检测,发现潜在的缺陷和问题。
下面将重点介绍无损检测技术在石油管道安全管理中的应用以及其带来的益处。
首先,无损检测技术可以对石油管道进行内部的检测。
例如,超声波检测技术可以通过传输超声波信号来确定管道内部的存在的缺陷,如腐蚀、裂纹等。
采用超声波无损检测技术,操作人员可以及时了解管道的内部情况。
这有助于避免管道在使用过程中发生泄漏或爆炸事故,从而确保石油运输安全。
其次,无损检测技术还可以对石油管道进行外部的检测。
例如,红外热像仪可以通过红外线的感应来检测管道表面的温度变化,从而判断管道是否存在泄漏情况。
此外,也可以利用电磁感应技术检测管道表面的磁场变化,以发现管道是否存在裂纹等缺陷。
通过无损检测技术对石油管道进行外部检测,可以及早发现潜在问题,并采取相应的维修措施,提升管道的安全性。
除了管道本身的检测,无损检测技术还可以应用于石油管道周围环境的监测。
例如,利用地表声波技术可以检测管道周围的土壤和地质条件,判断是否存在滑坡、地陷等地质灾害的风险。
通过对环境的监测,可以及时发现影响管道安全的因素,并采取相应的预防措施,为石油管道的安全运营提供保障。
无损检测技术的应用在石油管道安全管理中具有很多优势。
首先,它可以实现对管道进行全面、深入的检测,发现潜在的问题和隐患。
其次,无损检测技术无需破坏管道完整性,降低了对运营过程的干扰和风险。
此外,该技术操作简便,结果准确可靠。
最重要的是,通过无损检测技术发现的问题可以及时处理,避免事故的发生,提升石油管道的整体安全水平。
油气管道无损检测技术管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进行检测,以便发现问题,采取措施。
一、管道元件的无损检测(一)管道用钢管的检测埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管。
对于无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向缺陷。
液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。
所有类型的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面缺陷。
对于焊接钢管,焊缝采用射线抽查或100 %检测,对于100 %检测,通常采用X射线实时成像检测技术。
(二)管道用螺栓件对于直径>50 mm的钢螺栓件需采用超声来检测螺栓杆内存在的冶金缺陷。
超声检测采用单晶直探头或双晶直探头的纵波检测方法。
二、管道施工过程中的无损检测(一)各种无损检测方法在焊管生产中的配置国外在生产中常规的主要无损检测配置如下图一中的A、B、C、E、F、G、H工序。
我国目前生产中的检测配置主要岗位如下图中的A、C、D、E、F、G、H工序。
图一大口径埋弧焊街钢管生产无损检测岗位配置(二)超声检测全自动超声检测技术目前在国外已被大量应用于长输管线的环焊缝检测,与传统手动超声检测和射线检测相比,其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。
全自动相控阵超声检测系统采用区域划分方法,将焊缝分成垂直方向上的若干个区,再由电子系统控制相控阵探头对其进行分区扫查,检测结果以双门带状图的形式显示,再辅以TOFD (衍射时差法)和B扫描功能,对焊缝内部存在的缺陷进行分析和判断。
全自动超声波现场检测时情况复杂,尤其是轨道位置安放的精确度、试块的校准效果、现场扫查温度等因素会对检测结果产生强烈的影响,因此对检测结果的评判需要对多方面情况进行综合考虑,收集各种信息,才能减少失误。
(三)射线检测射线检测一般使用X射线周向曝光机或Y射线源,用管道内爬行器将射线源送入管道内部环焊缝的位置,从外部采用胶片一次曝光,但胶片处理和评价需要较长的时间,往往影响管道施工的进度,因此,近年来国内外均开发出专门用于管道环焊缝检测的X射线实时成像检测设备。
油气管道缺陷无损检测与在线检测诊断技术的探析油气管道是现代工业生产不可或缺的重要设施,但长期运行和环境条件使得管道容易出现各种缺陷。
由于管道缺陷可能导致泄漏、事故等严重后果,因此对油气管道进行缺陷无损检测和在线检测诊断技术的研究与应用具有重要意义。
油气管道缺陷无损检测技术是指通过对管道进行非破坏性检测,实现对管道缺陷的快速、准确判断的技术方法。
目前常用的无损检测方法包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测等。
超声波检测方法通过对管道内部进行超声波的发射和接收,通过对超声波的传播和反射信号进行分析,可以判断管道是否存在缺陷。
磁粉检测方法是利用铁磁材料的磁化特性,通过施加磁场和涂覆磁粉,观察磁粉在管道表面是否产生磁粉线,从而判断管道是否存在表面缺陷。
涡流检测方法是利用感应电流原理,通过传感器对管道表面感应出的涡流信号进行分析,以判断管道是否存在缺陷。
在线检测诊断技术是指对油气管道进行实时监测和诊断,通过对管道运行状态的监控和数据分析,实现对管道缺陷和故障的及时发现和判断的技术方法。
目前常用的在线检测诊断技术包括振动监测、温度监测、压力监测等。
振动监测技术通过对管道振动信号的采集和分析,可以判断管道是否存在异常振动情况,从而判断管道的运行状态和缺陷情况。
温度监测技术是通过在管道上安装温度传感器或红外测温设备,实时监测管道的温度变化,从而判断管道是否存在过热或过冷等问题。
压力监测技术是通过安装压力传感器或压力表,实时监测管道内部的压力变化,从而判断管道是否存在泄漏或爆炸等风险。
油气管道缺陷无损检测与在线检测诊断技术的探析中,无损检测技术用于对管道进行快速、准确的缺陷判读,可以发现管道的内部和表面缺陷;在线检测诊断技术用于对管道进行实时监测和分析,可以发现管道的运行状态和异常情况。
这些技术的应用可以有效提高油气管道的安全性和可靠性,减少事故发生的风险,具有重要的应用价值。
但同时也需要注意技术的应用和操作规范,避免人为失误和技术误判,确保检测结果的正确性和可靠性。
油气管道无损检测技术管道作为大量输送石油、气体等能源的安全经济的运输手段,在世界各地得到了广泛应用,为了保障油气管道安全运行,延长使用寿命,应对其定期进行检测,以便发现问题,采取措施。
一、管道元件的无损检测(一)管道用钢管的检测埋地管道用管材包括无缝钢管和焊接钢管。
对于无缝钢管采用液浸法或接触法超声波检测主要来发现纵向缺陷。
液浸法使用线聚焦或点聚焦探头,接触法使用与钢管表面吻合良好的斜探头或聚焦斜探头。
所有类型的金属管材都可采用涡流方法来检测它们的表面和近表面缺陷。
对于焊接钢管,焊缝采用射线抽查或100 %检测,对于100 %检测,通常采用X射线实时成像检测技术。
(二)管道用螺栓件对于直径> 50 mm 的钢螺栓件需采用超声来检测螺栓杆内存在的冶金缺陷。
超声检测采用单晶直探头或双晶直探头的纵波检测方法。
二、管道施工过程中的无损检测(一)各种无损检测方法在焊管生产中的配置国外在生产中常规的主要无损检测配置如下图一中的A、B、C、E、F、G、H工序。
我国目前生产中的检测配置主要岗位如下图中的A、C、D、E、F、G、H工序。
图一大口径埋弧焊街钢管生产无损检测岗位配置(二)超声检测全自动超声检测技术目前在国外已被大量应用于长输管线的环焊缝检测,与传统手动超声检测和射线检测相比,其在检测速度、缺陷定量准确性、减少环境污染和降低作业强度等方面有着明显的优越性。
全自动相控阵超声检测系统采用区域划分方法,将焊缝分成垂直方向上的若干个区,再由电子系统控制相控阵探头对其进行分区扫查,检测结果以双门带状图的形式显示,再辅以TOFD (衍射时差法)和B扫描功能,对焊缝内部存在的缺陷进行分析和判断。
全自动超声波现场检测时情况复杂,尤其是轨道位置安放的精确度、试块的校准效果、现场扫查温度等因素会对检测结果产生强烈的影响,因此对检测结果的评判需要对多方面情况进行综合考虑,收集各种信息,才能减少失误。
(三)射线检测射线检测一般使用X 射线周向曝光机或γ射线源,用管道内爬行器将射线源送入管道内部环焊缝的位置,从外部采用胶片一次曝光,但胶片处理和评价需要较长的时间,往往影响管道施工的进度,因此,近年来国内外均开发出专门用于管道环焊缝检测的X 射线实时成像检测设备。
无损检测技术在输油管道中的应用输油管道是石油工业中不可或缺的重要设备,然而由于长期工作条件的恶劣和材料老化等原因,输油管道常常出现泄露、腐蚀等问题,给环境和人员安全带来严重威胁。
因此,开发一种准确、高效的无损检测技术对输油管道的运行和维护至关重要。
无损检测技术是利用磁、超声、射线等非破坏性手段对材料和结构进行检测的技术。
它相对于传统的破坏性检测技术而言,具有不破坏被检测物、定量精密、快速高效等优势,因此被广泛应用于输油管道检测中。
首先,无损检测技术可以对输油管道进行泄漏检测。
输油管道在长时间运行后,由于管道本身材料的老化和承受外界压力,可能出现管道的泄漏现象。
通过超声波检测技术,可以检测出管道表面的裂纹、疲劳等缺陷,并判断出泄漏的位置和程度。
这种无损检测技术能够帮助运维人员及时发现管道泄漏问题,并采取相应的维修措施,防止事故的发生。
其次,无损检测技术可以对输油管道进行腐蚀检测。
输油管道长期运行在恶劣的环境中,其表面可能会因为腐蚀而产生较为严重的损伤。
利用电涡流检测技术,可以对管道表面的金属材料进行检测,发现管道表面的腐蚀、腐蚀深度等问题,并提供准确的腐蚀程度评估。
这种无损检测技术的应用,可以在管道出现严重腐蚀前发现问题,及时采取防护措施,延长管道的使用寿命。
此外,无损检测技术还可以对输油管道进行壁厚测量。
输油管道的壁厚是其承载能力的重要参数,过于薄弱的管道壁可能会引发断裂等严重事故。
通过超声波测量技术,可以对管道的壁厚进行快速、准确的测量,找出壁厚减小的部位,及时采取增强措施,确保管道的安全运行。
需要特别指出的是,无损检测技术的应用需要配备专业的仪器设备和经验丰富的操作人员。
对于输油管道的检测,一般需要使用多种无损检测技术进行综合检测,以提高准确性和可靠性。
此外,无损检测技术所获取的数据需要经过专业分析和解读,才能得出准确的判断和评估。
总之,无损检测技术在输油管道中的应用具有重要意义。
它可以对管道的泄漏、腐蚀和壁厚等问题进行准确、高效的检测,帮助运维人员及时发现问题,采取相应的维修措施,确保管道的安全运行。
石油天然气钢质管道无损检测1. 引言石油和天然气是现代社会不可或缺的能源资源,其在工业和民用领域具有广泛的应用。
而钢质管道作为石油和天然气输送的主要通道,其安全可靠性至关重要。
为确保钢质管道运行安全,无损检测技术被广泛应用于管道的质量控制和缺陷检测。
本文将重点介绍石油天然气钢质管道无损检测技术的原理、方法和应用。
2. 无损检测原理无损检测是一种基于物理、化学和工程学原理,通过检测材料的表面或内部缺陷,不破坏被检测物体的技术。
常用的无损检测原理包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测和X射线检测等。
2.1 超声波检测超声波检测是利用超声波在材料内部传播时的反射、透射、折射等特性来检测材料内部缺陷的一种方法。
通过发射超声波信号,接收返回的信号并分析,可以确定管道的腐蚀、裂纹、气泡等缺陷情况。
2.2 磁粉检测磁粉检测是通过涂布或撒布磁粉在被检材料上,利用磁粉在材料表面产生的磁场留下的磁粉图案来检测材料表面或近表面的缺陷的一种方法。
当材料表面存在缺陷时,磁粉会在缺陷处聚集形成磁粉图案,通过观察和记录这些磁粉图案可以判断缺陷的位置和性质。
2.3 涡流检测涡流检测是利用电磁诱导原理检测材料中导电性缺陷的一种方法。
通过将交变电源接入线圈产生交变磁场,当磁场感应到管道中的导电性缺陷时,会在缺陷处产生涡流,通过测量涡流的变化来识别和定位缺陷。
2.4 X射线检测X射线检测是利用X射线对材料进行透射、散射或吸收的特性来检测材料内部缺陷的一种方法。
通过发射X射线束,通过检测X射线的强度和能量变化,可以确定材料内部的缺陷情况,如裂纹、焊接缺陷等。
3. 无损检测方法根据石油天然气钢质管道的特点和需求,常用的无损检测方法包括超声波法、磁粉法、涡流法和X射线法。
3.1 超声波法超声波法是一种广泛应用于钢质管道无损检测的方法。
通过使用超声波传感器对管道进行扫描,可以检测到管道内部的腐蚀、裂纹等缺陷。
超声波法具有非接触、高灵敏度、高准确性等特点,适用于管道的各个部位。
石油管无损检测技术探讨近年来,石油管道的检测技术越来越多,无损检测新技术是一种较为先进的检查技术,在检测的过程中,可以更好地进行分析和判断,检查发现石油管道内部存在的问题,进而为我们的管理人员提供技术方面的参考。
本文主要探讨了所有管道的无损检测技术,研究了技术了具体的使用方法以及原理,提出了相关的建议,供参考和借鉴。
标签:石油管道;无损检测在石油管道的无损检测过程中,检查人员首先要明确检测的具体方法,开展检查工作所要遵守的原则和流程,在检测的过程中,把握好每一个要素,才能够真正提高石油管道无损检测技术的水平。
1、石油管无损检测技术油管属于一种井下通道的钢柱管,在石油开采过程注水、筑起等环节中应用,其能够重复使用,并能够被下入和起出。
在采用过程中,油管会因为各种原因导致弯曲,如抽油管受拉伸、酸化、压裂、高温等外部环境影响,活塞效应、螺旋效应、膨胀效应等作用。
无损检测技术即为不损伤材料和成品的检测,该项技术的检测原理为材料的内部结构对光、热、点的反应,通过反应情况即可判断材料内部是否异常。
应用无损检测技术检测油管的强度,确定其是否存在缺陷,对构建所能允许的负荷和使用寿命进行评价,根据检测结构对油管进行修理。
1.1石油管缺陷检测系统的信号采集及处理方法石油管检测系统的主要组成部分为传感器、数字信号处理设备以及相对应的支撑性装置。
在石油管的实际无损检测技术应用中,在石油管中进行探测传感器的运行,从而对石油管工作中存在的缺陷信息进行有效探析。
信号处理装置主要是将在探测传感器中所检测到的相应信息进行一个放大处理,在处理操作后将其相应的信息传输到转换仪器中,并做出相关的科学处理最终在计算机内进行缺陷的分析处理。
在石油管的无损检测过程中,在石油管及相应传感器的运动过程中,均应保证石油管的整体表面状态能够被扫描头扫描到,如出现未完整扫描的情况,那么则易出现漏检状况。
因此,在对石油管进行无损检测工作时,其主要的依靠力量为扫描头的全面旋转,而扫描范围应在石油管上方呈现一种螺旋线的轨迹方向,关于探测仪器的所处位置以及相应的速度均应进行科学准确的控制。
油气管道缺陷无损检测与在线检测诊断技术的探析
油气管道缺陷无损检测与在线检测诊断技术是指通过使用无损检测技术和在线检测仪
器设备,对油气管道中可能存在的缺陷进行检测和诊断的方法。
这项技术的目的是为了保
障油气管道的安全运行,减少事故和损失的发生。
油气管道中可能存在的缺陷主要包括管道内壁的腐蚀、裂纹、疲劳等。
这些缺陷如果
得不到及时发现和修复,可能会导致管道破裂、泄漏等严重后果。
对于油气管道而言,进
行无损检测和在线检测诊断是非常重要的。
无损检测技术是指一种能够对物体进行检测和诊断,而不会对物体造成任何损伤或影
响的技术。
在油气管道的无损检测中,常用的技术包括超声波检测、X射线检测和磁粉检
测等。
这些技术可以通过对管道内部进行扫描和分析,发现管道壁上的腐蚀、裂纹等缺陷,并确定其严重程度和位置。
在线检测诊断技术是指通过在油气管道中安装一些特殊的检测仪器设备,可以实时监
测管道的运行状态和可能存在的问题。
这些仪器设备可以测量管道中的流体压力、温度、
流速等参数,并可以通过传感器实时监测管道壁的腐蚀、裂纹等缺陷。
通过对这些数据进
行分析和处理,可以及时发现管道的问题,并预防事故的发生。
油气管道缺陷无损检测与在线检测诊断技术的应用对于油气行业的发展和安全运行具
有重要意义。
通过这些技术的运用,可以及时发现和处理管道中的问题,保障管道的安全
运行,减少事故的发生,保护环境和人民的生命财产安全。
油管缺陷的无损检测
国内外发展现状:
油田上采用钢管作为输油管道,对油管的检测可以看作是对钢管的检测。
但油管内壁缺陷多,危害大,一般探伤方法不适合。
又因为油管的使用具有重复性,在油田生产中对节约成本,保证安全生产有至关重要的作用,因此对油管缺陷的无损探伤,一直是国内外无损检测界的难题之一。
近年来,随着电子、机械工业中新技术的发展,美、德、加、俄等国采用最新电子、机械和无损检测技术成果,对管道的检测开展了大量的研究开发工作。
对于油管的无损检测,包含多种检测方法,主要有漏磁法、超声法、涡流法等。
相对于大型管道(如长输油管线)的无损检测技术研究来说,对抽油管及小直径的钢管的无损检测技术是在其基础上发展起来的。
在国外,同类技术发展已有十多年,已有多家公司提供系列产品,但因技术复杂、难度大、价格高,不利于国内推广,并且有相当的技术难点,有待进一步解决。
管道发达的国家早在五、六十年代就开始了管道检测技术研究。
管道检测器发展至今已经历三代:
第一代为普通型检测仪;第二代为高精度型检测器(HR);第三代为超高精度型检测器(XHR)。
1965年国际著名的管道检测公司之一美国TUBOSCOPE 公司首次采用漏磁检测器对管道实施了内检测;1973年英国天然气公司(British Gas简称BG)第一次采用漏磁检测器对其管辖的一条直径为600mm管道成功进行了内检测。
当前,国际上主要采用管道检测爬机(Intellingent Pigging)进行油田管道的在役检测,其检
测主要采用超声波方法及涡流方法。
对于超声检测来说,确是目前最为广泛的一种无损检测方法。
它具有灵敏度高、穿透力强、探伤灵活、效率高等优点,而且对平面缺陷十分敏感,但超声波在空气中衰减很快,检测时一般要有声波的传播介质(如水、油等),并且要求被检表面光滑;同时,超声探伤难于探出细小裂缝且为解释信号,要求检验人员素质高。
目前国外这种类型的检测爬机的判别精度为±1mm。
3.2mm的缺陷。
德国的Forster研究所生产的系列漏磁探伤装置有:
ROTOAMT漏磁探伤机用于钢管探伤时能检出深度为壁厚5%的外壁缺陷;用于钢棒探伤时能检出深度为
0.2mm的缺陷。
TUBOMAT漏磁探伤机主要用于钢管的检测,它在扫描方式上采用了探头固定、螺旋送进和探头直线前进、材料旋转两种方式。
利用超声波测厚和内窥观察两种油管内壁损伤检测方案,西安石油学院与中原石油勘探局、新疆石油管理局合作研制了一套内窥式油管内壁损伤成像仪并根据双判据法提出了内壁损伤油管承载能力降低系数的概念和计算方法。
我国漏磁检测工作始于70年代后期,80年代我国在漏磁检测领域还处于理论研究阶段,90年代国家为了促进漏磁检测技术在我国的发展和应用,制定了第一个漏磁检测标准。
目前已有部分智能漏磁检测产品问世,如:
LMT型全自动漏磁探伤仪、LMTa型油管漏磁探伤机和NT—90B型组合探伤仪。
国内2002年由大庆汇通公司与武汉华中理工大学合作开发了EMTP系列便携式抽油管检测仪、抽油管室内在线检测仪。
神经网络:
人工神经网络(ANN)是人工模拟人脑存储的信息分布式地存储在脑细胞之间的关联上这种映射关系的系统。
不同类型的神经网络有不同的功能和性能,归纳起来神经网络可以实现的三个主要功能是:
函数逼近、联想记忆和组合优化。
检测信号与缺陷几何形状间函数的非线性,使得定量检测非常困难。
而神经网络很好的非线性映射和联想记忆能力非常适合对缺陷信号的定量分析。
利用人工神经网络对已有的大量缺陷实例进行学习,建立一个隐含数学模型,通过这个隐含数学模型来识别缺陷的形状和种类等。
因此人工神经网络这
种非线性系统可以较好的完成探头信号处理工作。
另外,人工神经网络能进行并行处理,因此还可以较快的判别缺陷的特征。
目前无损检测中采用的人工神经网络多为已较为成熟的BP(BackPropagation)算法。
即误差信号反向传播算法:
这种网络结构简单,易于学习。
利用神经网络的自学习功能,可以得到很好的模式识别结果。
在时间应用中,存在两个重点问题,一是确定神经网络系统的输入特征变量;二是对样本的精心组织。
在模式识别中,通常采用直观与经验相结合的方法,传统的Bayes 分类方法及根据问题的特点进行选择,例如,在焊接缺陷的超声检测系统中,在充分分析超声回波特征的基础上,结合经验,从实际焊接缺陷样本提取了三大类26个特征,即时域特征类、频域特征类、和自回归模型谱特征类作为特征向量进行神经网络分析。
从大量研究情况来看,将特征提取方法与神经网络方法结合实现缺陷识别是可行的,但关键是要针对不同情况研究出有效的特征提取方法,而且用于真实缺陷的识别分类,还需要较为复杂的神经网络。
随着模式识别理论和缺陷特征提取方法的研究的不断进展,这方面工作将会取得较大的成就。
多传感器技术在无损检测中的应用:
无损检测中存在着多种检测方法,无论采用那种检测方法都不能检出所有缺陷,即从产品的缺陷的全面定量分析的角度来看,仅用一种检测方法检测所得的结果往往是不全面的。
所以,如何充分利用各种无损检测方法的长处,相互结合,取长补短,提高无损检测的全面性、可靠性和灵敏度,一直是人们关注的课题。
近年来,已有涡流超声综合检测投入实际生产的报道。
例如,衡阳钢管厂研究了采用多种无损检测方法的组合来对热轧无缝钢管进行在线检测。
最新提出的多传感器信息融合技术从理论上给出了完成组合无损检测的新思路。
信息融合(或称数据融合,Data Fusion)是一项迅速发展起来的信号处理技术,在导航、自动目标识别、医学、机器人等诸多领域中有着广泛的应用。
一般而言,信息融合是指对来自多个信息源的数掘进行检测、关联、相关、估计
和综合等多级、多方面的处理,以获得对被测对象状态的精确估计和评价。
因此,信息融合的最小目的是要充分利用多个传感器资源。
通过适当的综合约束获得比任何单一的信息源所能表达的更多的信息,通过采用多传感器协调和联合运作的优势提高检测系统的整体性能。
根据融合系统所处理的信息层次,目前常将信息融合系统划分为如下三个层次:
(1)数据层融合;
(2)特征层融合;
(3)决策层融合。
实际中选用何种融合方式应有具体问题确定。
在无损检测中,较为实用的选择是采用决策层融合。
这种方式不仅对各检测设备的输出信息约束最小,而且系统的可靠性较高。
漏磁检测:
管道漏磁场的产生受很多因素的影响,主要包括:
(1)缺陷的长、宽、深等外形因素;
(2)油管的材质(材料的导磁性、导电性),磁场耦合,磁极间距;
(3)管道磁化强度、管道的剩磁;
(4)油管的移动速度。
上述众多影响因素中,起主要作用的是缺陷的外形尺寸、管道材质和油管的移动速度。
在此我们仅介绍缺陷外形对管道漏磁场的影响。
(1)缺陷xx对缺陷漏磁场的影响
由于管道的磁化是沿着管道轴向(切向)方向产生,管道上缺陷边界处漏磁场发生突变、泄漏。
因此,缺陷长度越长,突变点之间距离越大,即缺陷漏磁场的跨度越大;同时漏磁场的幅度值也降低,信号变陡峭。
(2)缺陷宽度对缺陷漏磁场的影响
沿着管道轴向磁化的检测方式,对缺陷宽度越小,缺陷长度越长的缺陷产生的漏磁场越不明显,不易被检出;反之,对缺陷长度小,宽度大的缺陷漏磁场明显;同时宽度小,其所覆盖的漏磁场的传感器个数较少,精度降低。
因此考虑缺陷的宽和长比对漏磁场的影响比单纯考虑缺陷宽度的影响要更有效。
在缺陷长和深不变,仅改变缺陷宽度的情况下,宽度越大,漏磁场的周向覆盖范围越宽,漏磁场幅值越高,
(3)缺陷xx对缺陷漏磁场的影响
在缺陷宽度和长度不变的情况下,缺陷漏磁场随缺陷深度增加幅值变大,近似线性关系,在深度10%到50%这一阶段漏磁场幅值增加较快,50%到80%幅值增加平缓。
但同一深度的缺陷,缺陷的长和宽不一样漏磁场的波形幅值和形状也不一样,差别较大。
因此,考虑缺陷深度对漏磁场的影响,还要综合考虑缺陷的长和宽。
通常,对长度固定,宽长比越大的缺陷漏磁场的信号越陡峭,幅值越高;反之,亦然。
漏磁场与磁化场的关系:
漏磁场及其分量与钢管表面的磁感应强度大小称正比;漏磁场及其分量与磁化场方向和缺陷侧壁外法向矢量之间的夹角余弦成正比。
当缺陷与磁场垂直时,漏磁场最大,当缺陷与磁场平行时漏磁场最小。