翟明

摘 要：當(dāng)前，石油和天然氣成為我國的主要能源支柱，其傳輸?shù)姆绞揭惨怨艿纻鬏敒橹?。在長距離的管道傳輸當(dāng)中，經(jīng)常會發(fā)生管道的損害或泄露，因此有必要對其進行無損檢測。在無損檢測中，漏磁在線檢驗方式是較為有效的一種檢測方式，為此，對其研究背景、應(yīng)用方式等進行了簡要的闡述，希望能夠有所啟示。

關(guān)鍵詞：石油管道；無損檢測；漏磁在線檢驗

中圖分類號：TB

文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.143

石油傳輸?shù)闹饕绞绞遣扇￠L輸管道，這也是當(dāng)前最為安全、高效的方式之一，但是由于自然環(huán)境、管道自身材質(zhì)等原因，經(jīng)常會發(fā)生磨損、腐蝕等現(xiàn)象，如果未能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效措施，將造成嚴(yán)重的浪費和環(huán)境破壞。因此，必須對其采取嚴(yán)密的檢測措施。在眾多的檢測方式中，漏磁在線檢測技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，也較為成熟，適合用于多種介質(zhì)。

1 漏磁在線檢測的工作原理及基本結(jié)構(gòu)

1.1 漏磁檢測的基本原理

通常情況下，漏磁檢測技術(shù)會首先收集那些已經(jīng)被磁化的鐵磁材料，然后再測量其表面的泄露的磁場強度，并以此判斷出工件的具體缺陷嚴(yán)重程度。如果被檢測到的工件表面不存在任何缺陷，其內(nèi)部也不含有任何雜物，則磁通會完全經(jīng)過被測工件；相反，如果存在一定的缺陷，則會導(dǎo)致其附近的磁場阻力大幅增加，影響到周圍的磁場并迫使其發(fā)生形變。具體來說可以分為三個部分，第一是大量磁通繞過缺陷部位，第二少部分磁通繞過缺陷，第三是部分磁通經(jīng)過空氣的上下表面離開缺陷，這就是漏磁通?？梢酝ㄟ^不固定的感應(yīng)線圈測量得知，缺陷越大，則信號越強。在漏磁檢測系統(tǒng)中通過永磁鐵在管道中建立磁化回路，使得管道內(nèi)壁達到磁飽和狀態(tài)。這時如果磁場內(nèi)部存在缺陷，則管壁兩側(cè)會產(chǎn)生變化，通過管道內(nèi)管壁的周向排列的探頭陣列，可以探究出磁場的具體變化，也就是漏磁信號，并根據(jù)這點來確定出缺陷的具體情況。

1.2 漏磁在線檢測裝置的基本結(jié)構(gòu)

漏磁在線檢測裝置主要分為三個部分，分別是歷程標(biāo)定、數(shù)據(jù)分析和在線檢測三個裝置。在線檢測時在管道內(nèi)運行的，利用漏磁檢測的原理，以輸送介質(zhì)為動力，對管道進行無損檢測，主要包括動力節(jié)、測量節(jié)、記錄節(jié)、電池節(jié)四個部分，每個節(jié)點之間通過萬向節(jié)進行軟連接。測量節(jié)是重要的組成部分，主要包括霍爾探頭和磁化裝置兩部分。其中，磁化裝置又主要包括三個部分，分別是永磁鐵、襯鐵和鋼刷，主要是對管壁進行磁化；霍爾探頭主要則是測量漏磁通；記錄節(jié)是測量系統(tǒng)的核心部分。

除了在線檢測系統(tǒng)之外，數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)系統(tǒng)也是一個重要的組成部分，主要包括數(shù)據(jù)格式處理軟件、初步分析軟件等部分組成。

2 管道漏磁在線檢測技術(shù)的研究

漏磁場檢測的數(shù)據(jù)量非常龐大。如要提升系統(tǒng)的探測精度和準(zhǔn)確性，則必須大幅增加探頭的排列密度，以縮短采樣的時間間隔。但當(dāng)前檢測系統(tǒng)幾乎已達到了它的容量極限，利用嵌入式C U作為主控制器完成數(shù)據(jù)采集和存儲，因此必須研究出合適的壓縮方法，降低系統(tǒng)對儲存速度和容量的要求，提升現(xiàn)有設(shè)備的運行效率，進一步加強管道漏磁在線檢測技術(shù)的運行效率。

3 管道漏磁檢測信號處理的研究

3.1 有限元技術(shù)的應(yīng)用

在信號的處理方面，可以利用有限元分析軟件，建立起一個有限元模型，對不同情況下的管道缺陷漏磁特點與漏磁信號之間的關(guān)系進行了探究，并且對不同因素之于漏磁檢測信號的影響進行了探究，為進一步的精確識別提供了可供參考的信息。此外，有限元技術(shù)還能夠?qū)βy檢測系統(tǒng)進行優(yōu)化，縮小檢測裝置的體積，擴大應(yīng)用范圍。

3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道缺陷識別

通常情況下，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一系列特點，使其在信息的智能處理和模式的自動識別方面有著廣闊前景，同時其應(yīng)用于故障的檢測與維修的前景也十分光明。在無損檢測的領(lǐng)域內(nèi)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道缺陷智能識別已經(jīng)有一定成果。對這種智能識別的研究，目前的技術(shù)水平已經(jīng)可以完成缺陷斷面的二維重建，可以較為精確地識別出缺陷的深度和寬度。

3.3 多傳感器數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用

除此之外，多傳感器的數(shù)據(jù)融合分析能夠利用多種信息，總結(jié)出對象和環(huán)境的全面描述，大幅提升檢測系統(tǒng)的精度和可靠性，提升可信度。

4 結(jié)語

管道漏磁在線檢測技術(shù)、數(shù)據(jù)實時壓縮技術(shù)以及信號處理技術(shù)進行有機的融合，使得我國的高精度漏磁在線檢測系統(tǒng)達到了高效運行的狀態(tài)，大幅度地提升了我國石油管道破損的探傷率，為我國的石油資源和環(huán)境資源做出了極大的貢獻。

參考文獻

[1]楊理踐，張國光.管道漏磁內(nèi)檢測技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

[2]高廷巖，于永亮，韓天宇等.有限元方法在管道外漏磁檢測中的應(yīng)用.無損檢測，2013，（11）：3134.

[3]周明，何鳳歧.在役石油管道無損檢測方法.無損檢測，1999，（1）：810.