翟明

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

關(guān)鍵詞：石油管道；無(wú)損檢測(cè)；漏磁在線檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.26.143

石油傳輸?shù)闹饕绞绞遣扇￠L(zhǎng)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(huì)發(fā)生磨損、腐蝕等現(xiàn)象，如果未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效措施，將造成嚴(yán)重的浪費(fèi)和環(huán)境破壞。因此，必須對(duì)其采取嚴(yán)密的檢測(cè)措施。在眾多的檢測(cè)方式中，漏磁在線檢測(cè)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(cè)的工作原理及基本結(jié)構(gòu)

1.1 漏磁檢測(cè)的基本原理

通常情況下，漏磁檢測(cè)技術(shù)會(huì)首先收集那些已經(jīng)被磁化的鐵磁材料，然后再測(cè)量其表面的泄露的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并以此判斷出工件的具體缺陷嚴(yán)重程度。如果被檢測(cè)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(huì)完全經(jīng)過(guò)被測(cè)工件；相反，如果存在一定的缺陷，則會(huì)導(dǎo)致其附近的磁場(chǎng)阻力大幅增加，影響到周圍的磁場(chǎng)并迫使其發(fā)生形變。具體來(lái)說(shuō)可以分為三個(gè)部分，第一是大量磁通繞過(guò)缺陷部位，第二少部分磁通繞過(guò)缺陷，第三是部分磁通經(jīng)過(guò)空氣的上下表面離開(kāi)缺陷，這就是漏磁通。可以通過(guò)不固定的感應(yīng)線圈測(cè)量得知，缺陷越大，則信號(hào)越強(qiáng)。在漏磁檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)永磁鐵在管道中建立磁化回路，使得管道內(nèi)壁達(dá)到磁飽和狀態(tài)。這時(shí)如果磁場(chǎng)內(nèi)部存在缺陷，則管壁兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生變化，通過(guò)管道內(nèi)管壁的周向排列的探頭陣列，可以探究出磁場(chǎng)的具體變化，也就是漏磁信號(hào)，并根據(jù)這點(diǎn)來(lái)確定出缺陷的具體情況。

1.2 漏磁在線檢測(cè)裝置的基本結(jié)構(gòu)

漏磁在線檢測(cè)裝置主要分為三個(gè)部分，分別是歷程標(biāo)定、數(shù)據(jù)分析和在線檢測(cè)三個(gè)裝置。在線檢測(cè)時(shí)在管道內(nèi)運(yùn)行的，利用漏磁檢測(cè)的原理，以輸送介質(zhì)為動(dòng)力，對(duì)管道進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，主要包括動(dòng)力節(jié)、測(cè)量節(jié)、記錄節(jié)、電池節(jié)四個(gè)部分，每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)萬(wàn)向節(jié)進(jìn)行軟連接。測(cè)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(gè)部分，分別是永磁鐵、襯鐵和鋼刷，主要是對(duì)管壁進(jìn)行磁化；霍爾探頭主要?jiǎng)t是測(cè)量漏磁通；記錄節(jié)是測(cè)量系統(tǒng)的核心部分。

除了在線檢測(cè)系統(tǒng)之外，數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)系統(tǒng)也是一個(gè)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(cè)技術(shù)的研究

漏磁場(chǎng)檢測(cè)的數(shù)據(jù)量非常龐大。如要提升系統(tǒng)的探測(cè)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(shí)間間隔。但當(dāng)前檢測(cè)系統(tǒng)幾乎已達(dá)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(chǔ)，因此必須研究出合適的壓縮方法，降低系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)存速度和容量的要求，提升現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行效率，進(jìn)一步加強(qiáng)管道漏磁在線檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)行效率。

3 管道漏磁檢測(cè)信號(hào)處理的研究

3.1 有限元技術(shù)的應(yīng)用

在信號(hào)的處理方面，可以利用有限元分析軟件，建立起一個(gè)有限元模型，對(duì)不同情況下的管道缺陷漏磁特點(diǎn)與漏磁信號(hào)之間的關(guān)系進(jìn)行了探究，并且對(duì)不同因素之于漏磁檢測(cè)信號(hào)的影響進(jìn)行了探究，為進(jìn)一步的精確識(shí)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(cè)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，縮小檢測(cè)裝置的體積，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道缺陷識(shí)別

通常情況下，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一系列特點(diǎn)，使其在信息的智能處理和模式的自動(dòng)識(shí)別方面有著廣闊前景，同時(shí)其應(yīng)用于故障的檢測(cè)與維修的前景也十分光明。在無(wú)損檢測(cè)的領(lǐng)域內(nèi)，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的管道缺陷智能識(shí)別已經(jīng)有一定成果。對(duì)這種智能識(shí)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(shí)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(duì)象和環(huán)境的全面描述，大幅提升檢測(cè)系統(tǒng)的精度和可靠性，提升可信度。

4 結(jié)語(yǔ)

管道漏磁在線檢測(cè)技術(shù)、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的融合，使得我國(guó)的高精度漏磁在線檢測(cè)系統(tǒng)達(dá)到了高效運(yùn)行的狀態(tài)，大幅度地提升了我國(guó)石油管道破損的探傷率，為我國(guó)的石油資源和環(huán)境資源做出了極大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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