储罐底板漏磁检测综述.

储罐底板漏磁检测综述.
储罐底板漏磁检测综述.

1.3储罐底板漏磁检测方法、应用及其发展趋势

磁现象是认识较早的物理现象之一,我国春秋战国时期就使用司南作为磁测量仪器,东汉时期就有磁化技术的研究。北宋沈括所著《梦溪笔谈》对磁化技术有详细的介绍。国外对漏磁检测技术的研究很早, 采用磁粉探伤检测技术的设想,最早由美国人霍克于1922年提出,因为当时没有磁化技术的限制和合格的磁粉,这一伟大设想没有实现.1933 年Zuschlug [ 5]首先提出应用磁敏传感器测量漏磁场的思想, 但并没受到重视。1947 年Hast ing s 设计了第一套完整的漏磁检测系统, 漏磁检测才开始受到普遍的承认,1950年西德Forster 研制出产品化的漏磁探伤装置。用于焊缝及其管、棒体的探伤,磁化方式采用剩磁法。1965 年, 美国TubecopeVetco 国际公司采用漏磁检测装置Linalo g 首次进行了管内检测, 开发了Wellcheck 井口探测系统, 能可靠地探测到管材内外径上的腐蚀坑、横向伤痕和其它类型的缺陷。漏磁的检测结果具有良好的定量性、客观性和可记录性, 不仅适用于钢棒和钢管的成品检验, 而且对于粗糙表面的钢坯等中间产品的探伤也适用, 但是一般情况下漏磁探伤只适用于形状比较规则的工件。1973 年, 英国天然气公司采用漏磁法对其所管辖的一条直径为600 mm 的天然气管道的管壁腐蚀减薄状况进行了在役检测, 首次引入了定量分析方法。ICO 公司的EMI 漏磁探伤系统通过漏磁探伤部分来检测管体的横向和纵向缺陷, 壁厚测量结合超声技术进行, 提供完整的现场探伤。;1976年,加拿大诺兰达矿业有限公司Krank KitZinger等人[25l首次采用霍尔元件作为磁敏元件外加永磁体构成的轴向磁扼对钢管施加轴向磁化的漏磁检测设备. 英国Silver Wing 公司已经推出了多种储罐和管道漏磁检测系统,例如FLOORMAP2000储罐底板检验系统, 通过便携式计算机将所有检测到的数据以图形方式直观地显示出来, 它能检测下底板的深为40% 罐板厚的人工缺陷( 圆锥形孔洞或弧坑 , 也可发现6mm 厚的平板上大约深为20%罐板厚的腐蚀。

对于缺陷漏磁场的计算始于1966 年, Shcherbinin和Zat sepin 两人采用磁偶极子模型计算表面开口的无限长裂纹, 前苏联也于同年发表了第一篇定量分

析缺陷漏磁场的论文, 提出用磁偶极子、无限长磁偶极线和无限长磁偶带来模拟工件表面的点状缺陷、浅裂纹和深裂缝。之后, 苏、美、德、日、英等国相继对

这一领域开展研究, 形成了两大学派, 主要为研究磁偶极子法和有限元法。Shcherbinnin和Poshag in 用磁偶极子模型计算了有限长表面开口裂纹的磁场

分布。1975 年, Hw ang 和Lo rd 采用有限元方法对漏磁场进行分析, 首次把材料内部场强和磁导率与漏磁场幅值联系起来。Atherton[ 6] [ 7]把管壁坑状缺陷漏磁场的计算和实验测量结果联系起来, 得到了较为一致的结论。Edw ards 和Palaer[ 5]推出了有限长开口裂纹的三维表达式, 从中得出当材料的相对磁

导率远大于缺陷深宽比时, 漏磁场强度与缺陷深度呈近似线性关系的结论。

另外,2009年,美国莱斯大学( ReeuniversitySushantM.Dutta和

FathiH.Ghorbel等人[95一96]自建磁偶极子模型模拟分析缺陷的3一D漏磁场分布;

我国从90 年代初对漏磁检测技术进行了研究, 在国内理论研究方面, 仲维畅[ 10] 用磁偶极子模型研究了有限长、无限长磁偶极子的漏磁场分布, 阐述了缺陷处漏磁场的特点。于2002 年研制出管道和钢板腐蚀漏磁检测仪[ 8] , 其总体技术水平落后于欧美等发达国家。近年来, 在无损检测工作者的努力合作下, 目前已有许多的高校和研究单位取得了丰硕的成果, 逐步缩小了与国际水平的

差距。国内研究漏磁检测技术的高校主要有清华大学、华中科技大学、天津大学、上海交通大学、沈阳工业大学等。其中华中科技大学的杨叔子、康宜华、武新军等, 在储罐底板漏磁检测研究和管道漏磁无损检测传感器的研制、对钢丝绳无损检测仪器中的一些算法进行探讨, 从一些信号的处理中提取了缺陷特征, 利用AN SYS 软件分析了传感器励磁装置的参数对钢板局部磁化的影响, 设计了相应的漏磁检测传感器等[ 9]; 我国华中科技大学陈厚桂[97]在其博士论文中进行了钢丝绳漏磁检测及评估数学建模描述。清华大学的黄松龄、李路明等研究了管道和铁铸件的漏磁探伤方法[ 10] , 采用有限元分析法研究永磁体几何参数对管道磁化效果的影响[ 11] , 分析漏磁探伤中各种量之间的数值关系, 如表面裂纹宽度对漏磁场Y 分量影响的问题; 交直流磁化问题[ 12] ; 沈阳工业大学的杨理践等, 研究了基于单片机控制

系统的管道漏磁在线检测系统[ 13] , 分析了小波包在管道漏磁信号分析中的应用[ 14] , 通过时域分析理论对管道漏磁信号进行处理; 合肥工业大学的何辅云对漏磁探伤采用多路缺陷信号的滑环传送方法[ 15] 并研制了在役管线漏磁无损检测设备; 上海交通大学的阙沛文、金建华等对海底管道缺陷漏磁检测进行研究, 通过小波分析对漏磁检测信号进行去噪实验, 同时将巨磁阻传感器应用于漏磁检测系统[ 16] , 研制了适用于输油、输气管道专用漏磁检测传感器[ 17] ; 中原油田钻井机械仪器研究所开发出了抽油杆井口漏磁无损检测装置; 军械工程学院研制的智能漏磁裂纹检测仪, 能对钢质构件的表面和内部的裂纹进行定量检测[ 18] ; 中国科学院金属研究所的蔡桂喜对磁粉和漏磁探伤对裂伤缺陷检出能力进行了研究, 用环电流模型计算了各种矩形槽形状人工及自然缺陷产生的漏磁场, 提出磁粉和漏磁两种方法不适合开裂缝隙很窄的疲劳裂纹的检测的结论[ 19] 。爱德森公司采用多信息融合技术研制成集涡流、漏磁、磁记忆、低频电磁场于一体的便携式检测仪器, 该仪器能同时获取多种检测信号, 适用于流动现场的检测。各无损检测公司还不断与各大研究所、高效联手,致力于将储罐漏磁检测的理论研究及其应用推向更高水平

[ 6 ] D. L. Atherto n, Finit e element calculatio ns and computer measur ements of mag net ic flux lea kag e patter ns fo r pits. 30 ( 2 , p159, British Jo urnal of NDT , 1988

[ 7] D. L. Atherto n, Mag netic inspect ion is key to ensuring

safe pipelines, 87( 8 , Oil and Ga s Jour nals

[95]Sushant .M.Dutta, Fathi.H.Ghothel, RoderieK.Stanley.Dipole modeling of Magnetic flux Ieakage[J].IEEE Trans.Magn.,2009,45(4:1959一1965.

[96] SushantM.Dutta ,Fathi H.Ghorbel,and Roderic K.Stanley,Simulation And analysisof3一 D magnetic flux leakage[J].IEEE Trans onMAGN.,2009, 45(4:1966一1972.

[ 10] 仲维畅. 磁偶极子与磁粉探伤磁粉探伤原理之一[ J] . 无损检测, 1990,

12( 3 : 66- 70

[ 8] 沈功田. 中国无损检测进展. NDT 无损检测, 中国. 世界, 2005, ( 2 [ 9] 刘志平, 康宜华, 武新军, 等. 储罐底板漏磁检测传感器设计. 无损检测, 2004, 26( 12 : 612~615

[97]陈厚桂.钢丝绳磁性无损检测技术的评估方法及标准研究[DI.华中科技大学图书馆,2006.

[ 10] 李路明, 黄松龄, 李振星, 等. 铸铁件的漏磁检测方法.清华大学学报, 2002, 42( 4 : 474~476

[ 11] 黄松龄. 管道磁化的有限元优化设计. 清华大学学报,2000, 40( 2 : 67~69

[ 12] 李路明, 黄松龄, 施克仁. 漏磁检测的交直流磁化问题. 清华大学学报, 2002, 42( 2 : 154~156

[ 13] 杨理践, 马凤铭, 高松巍. 管道漏磁在线检测系统的研究. 仪器仪表

学报, 2004, ( 8

[ 14] 杨理践, 李松松, 王玉梅, 等. 小波包在管道漏磁信号分析中的应用. 仪器仪表学报, 2002, ( 6

[ 15] 何辅云. 漏磁探伤中多路缺陷信号的滑环传送方法.合肥工业大学学报( 自然科学版 , 1998( 6 : 128~132

[ 16] 周林, 阙沛文. 海底输油管道缺陷漏磁检测信号采集与处理系统的设计. 计算机测量与控制, 2004, 12( 2 :120~121

[ 17] 陈亮, 阙沛文, 黄作英, 等. 一种新型磁阻式传感器在漏磁检测中的

应用. 传感器技术, 2004, 23( 10

[ 18] 徐章遂, 靳英卫, 张政保, 等. 基于磁检测的螺栓孔裂纹定量检测方法. 无损检测, 2001, ( 6 : 237~239

[ 19] 蔡桂喜. 磁粉和漏磁探伤对裂纹状缺陷检出能力的研究. 2004 年全国电磁( 涡流检测技术研讨会论文集.鞍山: 爱德森( 厦门电子有限公司NDT 事业部,2004, 40~48

[ 20] 任吉林, 林俊明, 高春法. 电磁检测. 北京: 机械工业出版社, 2000 [ 21] 美国无损检测学会. 美国电磁无损检测手册电磁卷.1986, 922~966 [ 22] 金建华, 阙沛文, 杨叔子. 油管腐蚀缺陷的在线检测技术. 计算机测

量与控制, 2002, 10( 11 : 716~718

[ 23] 金涛, 阙沛文. 小波分析对漏磁检测噪声消除实验的分析. 传感技术

学报, 2003, 16( 3 : 260~262

[ 24] 李路明, 黄松龄, 杨海青, 等. 抽油管壁磨损量检测方法. 清华大学

学报, 2002, 42( 4 : 509~511

1.3.2 国内发展概况

国内开展储罐检测的时间较晚,检测技术和设备也比较落后。目前国内常用的

检测技术包括超声法、磁粉法和真空检漏法等。以超声法为例,一个直径 30m 的原

油储罐罐底,若以单通道手持超声测厚仪进行全面检测,需一、二个月时间。因此,

大多数储罐罐底采用每块钢板随机抽检几点的方法判断钢板的腐蚀程度。但这种粗

略的抽检法势必会增大腐蚀的漏检率,降低储罐运行的安全性。

近几年,我国对储罐安全运行的重视程度越来越高。,针对储罐底板检测面积大,其主要缺陷形式是壁厚减薄和腐蚀坑的特点,本课题选用漏磁法作为石化储罐腐蚀检测的基本方法进行研究和推广应用。随着漏磁检测技术的发展完善,可逐步加入其它检测方法作为辅助手段,以弥补其自身存在的缺陷和不足。

1.3 漏磁检测技术的国内外发展概况

漏磁检测发展趋势

无损检测研究方向是实现缺陷检测定量化\自动化\可视化,实现定量无损评价。这是一个宏伟的目标。无损检测不仅要在不损伤器件使用性能前提下进行,探测其内部和表面的各种宏观缺陷。判断缺陷的位置、大小。还应对评价对象的固有属性、功能、状态和发展趋势等进行分析预测,作出综合评价。

首先要求实现腐蚀的定量检测,具体给出腐蚀缺陷的几何尺寸、位置、形状和大小,不能给出这几个具体值,发展趋势的预测就不可能,定量检测的实现有许多困难,其中主要问题是电磁场求逆过程中所遇到的不适定性问题。电磁求逆过程就是由检测的漏磁信号根据所建缺陷荷磁模型反推其源,但磁场不像射线、超声等辐射源具有集束传播特性,加上铁磁材料对内部磁活动的屏蔽,使求逆过程具有不确定性。在求逆过程中仅漏磁是已知的,而确定缺陷的位置、形状、尺寸等至少需要6个以上参数,因此由磁荷模型反演出缺陷几何参数,其解是不确定的。

其次是检测自动化,主要是传感探头的运动自动化,无损检测的信号就是靠传感探头沿工件表面运动获取的,但由于被检工件形状多样,结构十分复杂,探测头沿工件表面运动很难实现自动化。因此目前无损检测传感探头的云中主要靠人工操作,这就引入很多人为因素,很难保证检测数据的一致性、均匀性,易出现漏检和误判,裂纹检出率低。

实现可视化就是将获取的有关缺陷磁场信息以图像方式表示出来,使检测人员不仅可以发现缺陷,而且可看到物体内部情况和缺陷的大小形状,这就是断层图像技术,即磁-CT技术,在无损检测中,传感探头只能沿工件表面运动,并且只能检测有限个

关于缺陷的信息,而实际上被测体内缺陷参数分布图象为空间有限的连续分布变量,其空间变量为无限带宽。要从有限个离散方位的观测数据重构图像,从理论上讲属于不确定性问题,其解不具备存在性,唯一性,稳定性条件,因此漏磁重建难度极大,很少人研究。

目前新型的储罐漏磁检测装置具有以下特点和发展趋势:

(1励磁装置采用新型钕铁硼稀土永磁材料,提高了单位面积的励磁强度。

(2结构小型化,体积小,重量轻,转向灵活。

(3提高了传感器的灵敏度和精度,增加了传感器的数量和种类,减小了传

感器体积。

(4充分利用先进的计算机技术进行漏磁场分析和仿真,优化装置设计。

(5开发先进的储罐管理软件,实现检测结果的智能化分析,并具有友好的

用户界面。

(6以漏磁法为主要检测手段,辅以涡流、超声等无损检测技术,增强装置

的功能。

(7开发推车、手持、爬壁型系列产品,消除检测死区。

基于漏磁检测技术的储罐底板缺陷判定与评估

基于漏磁检测技术的储罐底板缺陷判定与评估 摘要储罐在长期的生产运行中,底板非常容易发生腐蚀,并且储罐底板的腐蚀等缺陷不易检测。尤其是在石油石化行业,储罐底部的腐蚀穿孔是储罐安全的重要隐患,威胁到生产和生命安全。漏磁检测技术作为一种无损检测技术,能够适用于储罐底板的检测和评价,具有扫描效率高、检测结果准确等优势,已经成功应用在储罐无损检测中。 关键词漏磁检测;储罐底板;缺陷 前言 石油石化行业中,储罐是储装和运送原油、成品油以及石化产品的重要设备。但是,由于储罐制造水平、施工工艺以及使用管理等多方面因素,储罐物料泄露事件时有发生。大型的常压储罐检测,采用停产、倒空、清罐、割板检查的传统检测方式,耗时长、工作量大、经济成本高,已经不能满足原油储备及运送的需求,迫切需要一种能够实现不开罐快速安全检测的仪器。漏磁检测技术直接用于表面有漆层覆盖的铁磁构件,并且从构件的外部检测出内部的缺陷,同时可以根据漏磁信号对储罐缺陷的大小和深度做出评估。本文主要研究漏磁检测系统的主要组成部分,以及漏磁检测技术对储罐底板不同缺陷的判定与评估。 1 漏磁检测的基本原理及特点 根据物理学知识可知,任何物质都具有磁性,只是磁性的强弱不同。漏磁检测的基本原理建立在铁磁性材料具有高磁导率的基础上,并且铁磁材料缺陷处的磁导率明显小于铁磁材料本身的磁导率。铁磁性材料在磁场中被磁化时,理论上磁力线应全部通过铁磁材料并且构成闭合的磁路。但是,如果材料便面出现缺陷,磁导率就会发生变化,磁阻增大并阻碍磁力线沿着该方向流动,磁力线会绕过缺陷重新进进入到铁磁材料中,在缺陷附近就出现了漏磁场[1]。 2 漏磁檢测仪器的系统组成 储罐底板缺陷漏磁检测仪由硬件系统和软件系统组成,硬件系统主要包括了磁化系统、数据采集系统、驱动系统、定位系统、供电及其他附属结构。磁化系统由磁铁、极靴、衔铁等构件组成。数据采集系统包括数字化仪、霍尔传感器、编码器、工控机等,数据采集系统可以直接采集真实可靠的漏磁信号,为储罐底板缺陷的漏磁检测提供数据支持。驱动系统包括驱动手杆结构、运动轮等,定位系统包括定位运动轮、传动齿轮、编码器等固件。漏磁检测系统的整体构成如图1所示。 磁化系统是整个漏磁检测仪最重要的部分,磁化系统中各个模块的性能直接决定了漏磁检测的性能。磁化系统对漏磁信号具有重要影响,漏磁检测过程中,磁化不饱和,则漏磁信号不强,数据采集系统不能采集漏磁信号;磁化过饱和,

储罐底板漏磁检测综述

1.3储罐底板漏磁检测方法、应用及其发展趋势 磁现象是认识较早的物理现象之一,我国春秋战国时期就使用司南作为磁测量仪器,东汉时期就有磁化技术的研究。北宋沈括所著《梦溪笔谈》对磁化技术有详细的介绍。国外对漏磁检测技术的研究很早, 采用磁粉探伤检测技术的设想,最早由美国人霍克于1922年提出,因为当时没有磁化技术的限制和合格的磁粉,这一伟大设想没有实现.1933 年Zuschlug [ 5]首先提出应用磁敏传感器测量漏磁场的思想, 但并没受到重视。1947 年Hast ing s 设计了第一套完整的漏磁检测系统, 漏磁检测才开始受到普遍的承认,1950年西德Forster 研制出产品化的漏磁探伤装置。用于焊缝及其管、棒体的探伤,磁化方式采用剩磁法。1965 年, 美国TubecopeVetco 国际公司采用漏磁检测装置Linalo g 首次进行了管内检测, 开发了Wellcheck 井口探测系统, 能可靠地探测到管材内外径上的腐蚀坑、横向伤痕和其它类型的缺陷。漏磁的检测结果具有良好的定量性、客观性和可记录性, 不仅适用于钢棒和钢管的成品检验, 而且对于粗糙表面的钢坯等中间产品的探伤也适用, 但是一般情况下漏磁探伤只适用于形状比较规则的工件。1973 年, 英国天然气公司采用漏磁法对其所管辖的一条直径为600 mm 的天然气管道的管壁腐蚀减薄状况进行了在役检测, 首次引入了定量分析方法。ICO 公司的EMI 漏磁探伤系统通过漏磁探伤部分来检测管体的横向和纵向缺陷, 壁厚测量结合超声技术进行, 提供完整的现场探伤。;1976年,加拿大诺兰达矿业有限公司Krank KitZinger等人[25l首次采用霍尔元件作为磁敏元件外加永磁体构成的轴向磁扼对钢管施加轴向磁化的漏磁检测设备. 英国Silver Wing 公司已经推出了多种储罐和管道漏磁检测系统,例如FLOORMAP2000储罐底板检验系统, 通过便携式计算机将所有检测到的数据以图形方式直观地显示出来, 它能检测下底板的深为40% 罐板厚的人工缺陷( 圆锥形孔洞或弧坑) , 也可发现6mm 厚的平板上大约深为20%罐板厚的腐蚀。 对于缺陷漏磁场的计算始于1966 年, Shcherbinin和Zat sepin 两人采用磁偶极子模型计算表面开口的无限长裂纹, 前苏联也于同年发表了第一篇定量分 析缺陷漏磁场的论文, 提出用磁偶极子、无限长磁偶极线和无限长磁偶带来模拟工件表面的点状缺陷、浅裂纹和深裂缝。之后, 苏、美、德、日、英等国相继对这一领域开展研究, 形成了两大学派, 主要为研究磁偶极子法和有限元法。Shcherbinnin和Poshag in 用磁偶极子模型计算了有限长表面开口裂纹的磁场 分布。1975 年, Hw ang 和Lo rd 采用有限元方法对漏磁场进行分析, 首次把材料内部场强和磁导率与漏磁场幅值联系起来。Atherton[ 6] [ 7]把管壁坑状缺陷漏磁场的计算和实验测量结果联系起来, 得到了较为一致的结论。Edw ards 和Palaer[ 5]推出了有限长开口裂纹的三维表达式, 从中得出当材料的相对磁 导率远大于缺陷深宽比时, 漏磁场强度与缺陷深度呈近似线性关系的结论。 另外,2009年,美国莱斯大学( Reeuniversity)SushantM.Dutta和 FathiH.Ghorbel等人[95一96]自建磁偶极子模型模拟分析缺陷的3一D漏磁场分布; 我国从90 年代初对漏磁检测技术进行了研究, 在国内理论研究方面, 仲维畅[ 10] 用磁偶极子模型研究了有限长、无限长磁偶极子的漏磁场分布, 阐述了缺陷处漏磁场的特点。于2002 年研制出管道和钢板腐蚀漏磁检测仪[ 8] , 其总体技术水平落后于欧美等发达国家。近年来, 在无损检测工作者的努力合作下, 目前已有许多的高校和研究单位取得了丰硕的成果, 逐步缩小了与国际水平的

石油钻杆漏磁检测技术

石油钻杆漏磁检测技术 陈先富 安东石油技术(集团)有限公司北京100102 摘要:介绍采用直流局部磁化的石油钻杆的漏磁检测技术,进行基本原理讨论、试验数据分析等,说明此技术在石油钻杆和粗糙表面的管材、钢棒等方面具有高灵敏度、检测能力强和信号处理简单等优点,有较强的实用性。 关键词:石油钻杆漏磁原理检测技术 Drill Pipe Magnetic Leakage Inspection Technology Cheng Xianfu Anton Oilfield Services (Group) Ltd. Beijing 100102 Abstract: Based on introducing direct current partial magnetization inspection technology, discussing basic magnetic leakage principle and analyzing inspection data, the paper illuminates the advantages of the Magnetic Leakage Inspection Technology which is applied on the inspection of drill pipe and tube or rid with rough surface. Its good performance like high sensitive, strong inspection power and simple signal treatment, makes it widely used in many fields. Keyword: drill pipe, principle of magnetic leakage, inspection technology 石油钻杆在油田钻井工程中,是地面旋转系统、提升系统、循环系统与钻铤、钻头联接的主要部件,通过它们达到转盘带动钻头旋转,大钩带动钻头升降,泥浆送到井底形成循环,从而实现钻头的破碎岩层并连续钻进。正常钻进时,石油钻杆在井下要承受拉伸、压缩、扭曲和泥浆酸化等复杂交变应力,工作条件极为恶劣,随着工作频率的增大,使用时间过长,将形成疲劳裂纹,严重腐蚀坑等,因此,石油钻杆能否正常、安全的工作,是油田钻井工程能否正常进行的关键之一,在钻井工程生产中具有至关重要的地位。针对石油钻杆运用漏磁检测技术对其进行检测,其方法的运用进行探讨,为提高石油钻杆使用效率,掌握其质量状况,减少钻井事故发生,从而提高整体经济效益具有十分积极的意义。 一、基本原理 石油钻杆漏磁检测原理是建立在铁磁性材料的高磁导率的特性基础上,通过测量铁磁性材料中由于缺陷所引起的磁导率变化来检测在役石油钻杆的状况。石油钻杆(铁磁性材料)

基于漏磁技术的石油储罐底板腐蚀检测

基于漏磁技术的石油储罐底板腐蚀检测 石油储罐罐底板是最易受到腐蚀而发生泄漏的地方,常规的测厚等无损检测手段难以实现对其安全性的检测,而漏磁检测技术是一种重要手段。文章对储罐底板漏磁检测原理进行了论述,对检测仪器性能、试板制作进行了阐述,并详细介绍了其检测的工艺过程,讨论了其检测结果,最后对储罐底板的完整性进行了评价。 标签:石油储罐;储罐底板;腐蚀缺陷;漏磁技术;腐蚀检测 Abstract:The bottom plate of oil storage tank is the most vulnerable to corrosion and leakage. It is difficult to detect its safety by conventional non-destructive testing methods such as thickness measurement,and magnetic flux leakage detection technology is an important means. In this paper,the principle of magnetic flux leakage detection of tank bottom plate is discussed,the performance of testing instrument and the manufacture of test plate are expounded,the process of testing is introduced in detail,and the test results are discussed. Finally,the integrity of the tank floor is evaluated. Keywords:petroleum storage tank;tank bottom;corrosion defect;magnetic flux leakage technology;corrosion detection 序言 随着我国经济的快速发展,对能源的需求与日俱增,尤其是石油资源,目前我国已成为继美国之后的第二大原油进口国。同时,为应对国际油价的波动和产油区的战乱,我国已开始建立自己的国家石油储备。 大型储罐是目前世界上存储石油的主要方式,而其安全性是石油储存的一个重要问题。石油储罐罐底板是最易受到腐蚀而发生泄漏的地方。由于一直没有储罐检验的强制性法规,储罐使用单位往往根据内部规程进行简单检验或根本不进行检验,尤其是已建较早的企业,储罐的运行时间长达几十年之久,却从未进行过全面检查。一旦发生事故,将造成环境污染,危害安全生产。因此,在役储罐罐底检测就显得尤为重要[1]。 常规的超声无损检测等方法,对罐底进行全面检验是非常困难的。目前,漏磁检测技术有效地解决了储罐底板(顶板)的腐蚀检测问题[2]。 本文首先对储罐底板漏磁检测原理进行了阐述,对检测仪器性能、试板制作进行了论述,详细介绍了检测的工艺过程,其检测过程的注意事项进行了论述,最后对储罐底板的完整性进行了评价。 1 漏磁检测原理

储罐底板漏磁检测示范报告

报告编号:(2010)16 储罐检测报告 TANK INSPECTION REPORT 客户/Client:XXXXXXX 地点/Location:河南濮阳市XX联合站储罐编号/Tank ID:1#储罐 检测日期/Inspection Date: 2010年10月13日

注意事项 1.报告涂改无效。 2.报告无主检(评)、审核、批准人签字无效。 3.报告未经检测中心书面批准,不得复制(全文复制除外),复制的报告未 重新加盖本中心公章无效。 4.对报告的结论如有异议,应于收到报告之日起30日内向检测中心提出, 逾期不予处理。

目录 一.工程综述 (2) 二.英国Silver wing公司和Floor map VS2i技术介绍 (4) 三.河南濮阳XX联合站1#原油储罐罐底板检测报告 (7) 罐底板漏磁检验结论报告 (18)

一.工程综述 1、XX联合站原油储罐(1#)罐底板检测信息 检测地点:河南濮阳市XX联合站 储罐编号:1# 储罐类型:原油储罐 储罐规格:Φ12000 x 6mm 储罐现状:罐内存在盘管、支柱等; 罐底防腐:玻璃钢纤维(2~3mm) 焊缝类型:搭接焊缝 2、标定板:6mm腐蚀缺陷标定板 尺寸规格:长宽厚度 1150mm 500mm 6mm 人工缺陷:四个圆孔型表面缺陷 A B C D 圆孔深度20% 40% 60% 80% 腐蚀程度色彩图例:腐蚀百分百比色彩显示

人工缺陷标定板漏磁扫描图 人工缺陷标定板

二.英国Silver wing公司和Floor map VS2i技术介绍 1. 英国Silver wing公司简介 英国Silver wing公司是国际上顶尖的储罐和管道无损检测(NDT)设备制造商和供应商;公司设计、开发和制造各种腐蚀绘制、探伤和腐蚀定量NDT系统。公司主打产品是漏磁(MFL)腐蚀探伤和定量底板扫描仪,以及一系列超声波(UT)外壁爬行器。其产品已销往覆盖全球63个国家,可有效降低对操作员的依赖性,确保达到腐蚀检测和监测。 Silver wing产品销售全球覆盖示意图 2. FloormapVS2技术介绍 FloormapVS2i是市场上最畅销的储罐底板漏磁检测 仪MFL的最新型号,现在它配备有改进的永磁铁, 增强了扫描系统对厚度的检测能力、加快了数据采 集的速度,专门定制的微处理器使性能更加稳定, 全新的软件增强了操作实用性。FloormapVS2i在缺 陷定位、电子数据处理和软件操作方面都有很大的 提升。 FloormapVS2i系统开发了新的高性能编码器,可以 针对每个扫描器进行电子标定,从而检测误差,提 高精度。如果每年进行一次标定并且不受磨损的情

什么是漏磁检测

什么是漏磁检测? 1. 概述 电磁检测是十分重要的无损检测方法,应用十分广泛。当它与其它方法结合使用时能对铁磁性材料的工件提供快捷且廉价的评定。随着技术的进步,人们越来越注重检测过程的自动化。这不仅可以降低检测工作的劳动强度,还可提高检测结果的可靠性,减少人为因素的影响。 漏磁检测方法是一项自动化程度较高的磁学检测技术,其原理为:铁磁材料被磁化后,其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场,通过检测漏磁场来发现缺陷。从这个意义上讲,压力容器检测中常用的磁粉检测技术也是一种漏磁检测,但习惯上人们把用传感器测量漏磁通的方法称为漏磁检测,而把用磁粉检测漏磁通的方法称为磁粉检测,且将它们并列为两种检测方法。 磁粉检测只能发现表面和近表面裂纹缺陷,而且检测时需要表面打磨,仅适合工件停产的检测;漏磁检测除能发现表面和近表面裂纹的缺陷外,还可从外部发现工件内部的腐蚀坑等缺陷,而且不需要对工件表面进行打磨处理,适用于工件在线检测。而工件在线检测是目前用户最急需的方法,它可以减少不必要的停车,降低检验成本。另外,漏磁检测还能对缺陷深度和长度等进行定量。虽然目前在工件检测中,漏磁检测技术的应用较少,但它具有磁粉检测所不具备的优点,所以其应用前景非常广阔。 2 漏磁检测的原理及特点 利用励磁源对被检工件进行局部磁化,若被测工件表面光滑,内部没有缺陷,磁通将全部通过被测工件;若材料表面或近表面存在缺陷时,会导致缺陷处及其

图1 漏磁检测原理图 附近区域磁导率降低,磁阻增加,从而使缺陷附近的磁场发生畸变(图1),此时磁通的形式分为三部分,即①大部分磁通在工件内部绕过缺陷。②少部分磁通穿过缺陷。③还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷[z1。第3部分即为漏磁通,可通过传感器检测到。对检测到的漏磁信号进行去噪、分析和显示,就可以建立漏磁场和缺陷的量化关系,达到无损检测和评价的目的。 由于漏磁检测是用磁传感器检测缺陷,相对于磁粉、渗透等方法,有以下优点: (1)易于实现自动化漏磁检测方法是由传感器获取信号,然后由软件判断有无缺陷,因此非常适合于组成自动检测系统。实际工业生产中,漏磁检测被大量应用于钢坯、钢棒、钢管的自动化检测; (2)较高的检测可靠性漏磁检测一般采用计算机自动进行缺陷的判断和报警,减少了人为因素的影响; (3)可实现缺陷的初步定量缺陷的漏磁信号与缺陷形状尺寸具有一定的对应关系,从而可实现对缺陷的初步量化,这个量化不仅可实现缺陷的有无判断,还可对缺陷的危害程度进行初步评价; (4)高效能、无污染采用传感器获取信号,检测速度快且无任何污染。 漏磁检测的缺点除了跟磁粉检测相似外,还由于检测传感器不可能象磁粉一样紧贴被检测表面,不可避免地存在一定的提离值,从而降低了检测灵敏度;另一方面,由于采用传感器检测漏磁场,不适合检测形状复杂的试件。对形状复杂的工件,需要有与其形状匹配的检测器件。 2.2 设备组成

漏磁检测

1.什么叫漏磁场? 当用磁化器磁化被测铁磁材料时,若材料的材质是连续、均匀的,则材料中的磁感应线将被约束在材料中,磁通是平行于材料表面的(如下图所示),几乎没有磁感应线从表面穿出,被检工件表面没有磁场。但是,当材料中存在着切割磁力线的缺陷时,材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化,由于缺陷的磁导率很小,磁阻很大,使磁路中的磁通发生畸变,磁感应线流向会发生变化,除了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺陷外,还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空,通过空气绕过缺陷再度重新进入材料,从而在材料表面缺陷处形成漏磁场(如下图所示)。 2.什么叫漏磁场检测? 漏磁场检测(magnetic fluxleakage testing MFL)是指铁磁材料被磁化后,因试件表面或近表面的缺陷而在其表面形成漏磁场,人们可通过检测漏磁场的变化发现缺陷。 3.简述铁磁性构件的磁化。 在磁性无损检测中磁化是实现检测的第一步,决定着能否产生出漏磁场信号,同时也影响着检测信号的性能特性和检测装置的结构特性。与磁粉探伤一样,磁化由磁化器实现,包括磁源和磁路两大部分。随被测构件的结构不同,磁源和磁路均会改变。 4. 磁化方式可分为哪几类? 磁化方式通常可分为五类,分别是交流磁化方式、直流磁化方式、永磁磁化方式、复合磁化方式和综合磁化法。 5.漏磁检测中应如何选择磁化强度? 在漏磁检测中,通常要求铁磁性构件中的磁感应强度达到0.7特斯拉以上,或者按5安匝/mm2计算线圈磁化的能力。在磁性检测中,检测装置的体积和重量主要集中于磁化器上,

而这些又决定了检测装置的现场使用性能,因此,强度的选择应在确保检测灵敏度的同时以减轻磁化器的重量为主要目标。 6.漏磁检测技术有哪些特点? 由于漏磁场检测是用磁传感器检测缺陷,相对于磁粉、渗透等方法,有以下优点: ①易于实现自动化。 ②较高的检测可靠性由计算机根据检测到的信号判断缺陷的存在与否,可以从根本上解决在磁粉,渗透方法中人为因素的影响,而具有较高的检测可靠性。 ③可以实现缺陷的初步量化。 ④在管道的检测中在厚度达到30mm的壁厚范围内,可同时检测内外壁缺陷。 ⑤高效、无污染自动化的检测可以获得很高的检测效率。 7.简述漏磁检测方法的其局限性。 漏磁检测方法的其局限性有: ①只适用于铁磁材料。 ②检测灵敏度低。 ③缺陷的量化粗略。 ④受被检测工件的形状限制由于采用传感器检测漏磁通,漏磁场方法不适合检测形形状复杂的试件。 ⑤漏磁探伤不适合开裂很窄的裂纹,尤其是闭合型裂纹。实验上发现,开裂很窄的疲劳裂纹,疲劳裂纹,磁粉探伤和漏磁探伤都没能产生伤显示和伤信号。 8.简述漏磁检测技术的应用范围 ①漏磁检测在钢铁行业的应用在钢厂主要用于对钢结构件、钢坯、圆钢.棒材、钢管、焊缝、钢缆作检验以确证成品的完好。在许多场合,使用者将不接收未经钢厂和第三方检验的钢制产品。使用者在制造前常使用漏磁探伤,这可确保制造商对产品技术方面的要求,此类检验常由独立的检测公司或使用者的质保部门进行。 ②漏磁检测在石化行业的应用对已安装的输油气管道(包括埋地管道)、储油罐底板,或对回收的油田钢管进行检测。 ③其它应用对用过的钢缆、钢丝绳、链条进行定期的在役探伤。

漏磁检测技术在我国管道腐蚀检测上的应用和发展

漏磁检测技术在我国管道腐蚀检测上的应用和发展 随着我国工业的不断发展,我国大面积管道防腐层出现老发现象,且腐蚀状况十分严重,需及时对其进行处理与维护。近年来,国外先进的检测技术不断被引入我国工业发展的各个领域,其中漏磁检测技术在管道腐蚀检测上的应用优势较为突出。为此,本文将从漏磁检测技术入手,分析该项技术在我国管道防腐检测上的应用与发展。 标签:漏磁检测技术;管道腐蚀检测;应用与发展 管道是石油、天然气等能源运输的主要载体,相关数据显示,我国百分之七十的石油和所有的天然气均是利用管道开展运输工作,所涉及的管道铺设范围较为广泛,施工环境、铺设位置具有复杂性、多样性与隐蔽性。在时间的不断推移中,管道腐蚀问题逐渐成为我国管道行业发展的关注点。为解决管道腐蚀问题,我国已将国外的漏磁检测技术引入我国管道行业的发展建设之中。 1 漏磁检测技术原理 漏磁检测技术是指具有高磁导率的铁磁材料在磁铁、磁力线、管壁、探头、蚀孔的相互作用下,对金属管道进行腐蚀性检测。金属管道因发生腐蚀,其腐蚀处磁导率比金属材质的磁导率小很多,通过外加磁场对金属管的作用,若金属管不存在任何腐蚀现象,其磁导率分布均匀,即磁力线成均匀分布现象,若金属管道发生腐蚀,无论是金属管道的外壁还是内壁出现腐蚀现象,其磁通路将骤然变窄,导致磁力线出现变形,部分为通过的磁力线将直接从管壁中穿出,产生漏磁现象,从而形成漏磁场;紧贴管壁和位于两磁极间的探头能够对漏磁场进行检测,因永磁体发生磁化,金属管道缺陷处形成环形电流;环形电流通过滤波处理、放大处理、模数转换处理后课将改信息详细的记录到漏磁检测器的存储器内;漏磁检测技术完成后,可通过回放储存器中的信息,对检测信息进行筛选与判别。 2 漏磁检测技术在我国管道腐蚀检测上的具体应用 针对我国管道建设的发展情况,从国外引入漏磁检测技术有效提升我国石油、天然气行业的经济效益,提高该项技术在我国社会发展中的影响力。具体应用如下: 2.1 新疆克拉玛依油田管道运输中的应用 我國新疆克拉玛依油田运输线路为“彩—火—三”,即将彩南地区原油运输到北三台地区,在这一运输过程主要通过管道运输来实现。改管道运输工程为提升运输效率,利用油罐车对管道运输进行协助,然而此办法依然无法保证管道运输的排量,且高压运输过程为整个管道运输过程埋下严重的安全隐患。为此,我国新疆克拉玛依油田特将漏磁检测技术运用在油田管道运输过程中,从管道运行现状入手,对金属管道腐蚀情况进行详细的分析与检测,通过该项检测不断发现原

关于漏磁检测技术的20个问题

1. 什么叫漏磁场? 当用磁化器磁化被测铁磁材料时,若材料的材质是连续、均匀的,则材料中的磁感应线将被约束在材料中,磁通是平行于材料表面的,几乎没有磁感应线从表面穿出,被检工件表面没有磁场。 但是,当材料中存在着切割磁力线的缺陷时,材料表面的缺陷或组织状态变化会使磁导率发生变化,由于缺陷的磁导率很小,磁阻很大,使磁路中的磁通发生畸变,磁感应线流向会发生变化,除了部分磁通直接通过缺陷或通过材料内部来绕过缺陷外,还有部分的磁通会泄漏到材料表面上空,通过空气绕过缺陷再度重新进入材料,从而在材料表面缺陷处形成漏磁场如图示。 2、什么叫漏磁场检测 漏磁场检测(magnetic fluxleakage testing MFL)是指铁磁材料被磁化后,因试件表面或近表面的缺陷而在其表面形成漏磁场,人们可通过检测漏磁场的变化发现缺陷。 3、简述铁磁性构件的磁化 在磁性无损检测中磁化是实现检测的第一步,决定着能否产生出漏磁场信号,同时也影响着检测信号的性能特性和检测装置的结构特性。 与磁粉探伤一样,磁化由磁化器实现,包括磁源和磁路两大部分,随被测构件的结构不同,磁源和磁路均会改变。 4、磁化方式可分为哪几类

磁化方式通常可分为五类,分别是交流磁化方式、直流磁化方式、永磁磁化方式、复合磁化方式和综合磁化法。 5.漏磁检测中应如何选择磁化强度 在漏磁检测中,通常要求铁磁性构件中的磁感应强度达到0.7特斯拉以上,或者按5安/mm2计算线圈磁化的能力。 在磁性检测中,检测装置的体积和重量主要集中于磁化器上,而这些又决定了检测装置的现场使用性能,因此,强度的选择应在确保检测灵敏度的同时以减轻磁化器的重量为主要目标。 6.漏磁检测技术有哪些特点? 由于漏磁场检测是用磁传感器检测缺陷,相对于磁粉、渗透等方法,有以下优点: ① 易于实现自动化。 ② 较高的检测可靠性由计算机根据检测到的信号判断缺陷的存在与否,可以从根本上解决在磁粉,渗透方法中人为因素的影响,而具有较高的检测可靠性。 ③ 可以实现缺陷的初步量化。 ④ 在管道的检测中在厚度达到30mm的壁厚范围内,可同时检测内外壁缺陷。 ⑤ 高效、无污染、自动化的检测可以获得很高的检测效率。 7. 简述漏磁检测方法的其局限性。漏磁检测方法的其局限性有:

管道漏磁在线检测技术

收稿日期:2005-08-20 基金项目:国家自然科学基金仪表专项基金资助项目(60327001)作者简介:杨理践(1957-),男,湖南长沙人,教授.  信息科学与工程  文章编号:1000-1646(2005)05-0522-04 【特邀】 管道漏磁在线检测技术 杨理践 (沈阳工业大学信息科学与工程学院,沈阳110023) 摘 要:管道是石油和天然气长距离输送的主要方式.漏磁检测技术是管道在线检测的主要方法.介绍了管道在线漏磁检测系统的研究背景、检测原理以及检测系统的基本结构.为适应大管径管道的检测要求及提高检测精度,利用一阶差分及嵌入式零树编码的方法对管道漏磁检测数据进行压缩,并得到了较为满意的压缩比.研究了基于FPG A 和DSP 的管道漏磁在线检测系统.应用有限元法分析研究了漏磁信号的特点,应用神经网络及多传感器数据融合技术对管道缺陷进行智能识别. 关 键 词:漏磁;现场可编程门阵列;数字信号处理器;嵌入式零树编码;神经网络;数据融合中图分类号:T M 153 文献标识码:A H igh precision pipeline Magnetic Flux Leakage on 2line inspection technology Y ANGLi 2jan (School of In formation Science and Engineering ,Shenyang University of T echnology ,Shenyang 110023,China ) Abstract :Pipeline is the main manner of long distance transportation of oil and natural gas.Magnetic Flux Leakage (MF L )detecting technology is the main method of on 2line inspection.In this paper we introduced the research back 2ground ,inspection principle and the basic structure of inspection device of high precision on 2line MF L inspection system which owned self 2determination in formation property right.In order to fit the detecting demand for pipeline which having bigger diameter and im prove the measurement accuracy ,one order difference method and embedded ze 2ro coding method were applied to com press the MF L data which obtained a satis fied com pression rate.The new on 2line MF L inspection system is developed and designed based on FPG A and DSP.Characteristics of MF L signal has been studied by adopting Finite 2element analysis approach and neural netw ork and multi 2sens ors data fusion technol 2ogy has been em ployed to recognize the pipeline defect intelligently. K ey w ords :MF L ;FPGA;DSP;embedded zero tree ;neural netw ork;data fusion 长输管道是石油、天然气运输的主要方式.油气管道输送的基本要求是安全、高效.然而由于腐 蚀、磨损、意外损伤等原因导致的管线泄漏事故时有发生.一旦未能及时发现并采取必要措施,不仅会造成能源浪费、经济损失,而且会严重污染环境甚至危及人身安全.为防止事故造成的损失,必须定期进行管道检测,发现管道缺陷,并且获得其位置、类型、程度等精确信息,从而为管道的安全评 价、寿命预测、检修维护等提供可靠依据.管道检测是一个涉及多学科领域的研究项目, 具有大量的理论研究问题和工程技术问题.在漏磁、超声、涡流等检测技术方法中漏磁检测技术是应用广泛、技术成熟的铁磁性管道缺陷检测技术,它适于多种传输介质,对铁损失等常见的管道缺陷有很好的检测效果.漏磁检测的基本原理是通过导磁磁化管壁,在管道缺陷处由于磁场畸变会形成漏 第27卷第5期2005年10月沈 阳 工 业 大 学 学 报Journal of Shenyang University of T echnology Vol 127No 15 Oct.2005

漏磁检测技术汇总

漏磁检测技术 1.概述 电磁检测是十分重要的无损检测方法,应用十分广泛。当它与其它方法结合使用时能对铁磁性材料的工件提供快捷且廉价的评定。随着技术的进步,人们越来越注重检测过程的自动化。这不仅可以降低检测工作的劳动强度,还可提高检测结果的可靠性,减少人为因素的影响。 漏磁检测方法是一项自动化程度较高的磁学检测技术,其原理为:铁磁材料被磁化后,其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场,通过检测漏磁场来发现缺陷。从这个意义上讲,压力容器检测中常用的磁粉检测技术也是一种漏磁检测,但习惯上人们把用传感器测量漏磁通的方法称为漏磁检测,而把用磁粉检测漏磁通的方法称为磁粉检测,且将它们并列为两种检测方法。 磁粉检测只能发现表面和近表面裂纹缺陷,而且检测时需要表面打磨,仅适合工件停产的检测;漏磁检测除能发现表面和近表面裂纹的缺陷外,还可从外部发现工件内部的腐蚀坑等缺陷,而且不需要对工件表面进行打磨处理,适用于工件在线检测。而工件在线检测是目前用户最急需的方法,它可以减少不必要的停车,降低检验成本。另外,漏磁检测还能对缺陷深度和长度等进行定量。虽然目前在工件检测中,漏磁检测技术的应用较少,但它具有磁粉检测所不具备的优点,所以其应用前景非常广阔。 2漏磁检测的原理及特点 利用励磁源对被检工件进行局部磁化,若被测工件表面光滑,内部没有缺陷,磁通将全部通过被测工件;若材料表面或近表面存在缺陷时,会导致缺陷处及其 图1 漏磁检测原理图 附近区域磁导率降低,磁阻增加,从而使缺陷附近的磁场发生畸变(图1),此时磁通的形式分为三部分,即①大部分磁通在工件内部绕过缺陷。②少部分磁通穿过缺陷。③还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷[z1。第3部分即为漏磁通,可通过传感器检测到。对检测到的漏磁信号进行去噪、分析和显示,就可以建立漏磁场和缺陷的量化关系,达到无损检测和评价的目的。 由于漏磁检测是用磁传感器检测缺陷,相对于磁粉、渗透等方法,有以下优点: (1)易于实现自动化漏磁检测方法是由传感器获取信号,然后由软件判断有

长输管道漏磁内检测缺陷识别方法

长输管道漏磁内检测缺陷识别方法 摘要:我们针对管道漏磁内检的缺陷识别问题,提出了一种基于阈值分析的方 法来对漏磁检测数据的处理,生成了一系列的漏磁检测曲线,这样更有利于图像 的识别,我们利用相关软件在识别过程中产生了一条竖直的线来进行定位,环形 焊缝在识别螺旋焊缝时,以圆点的形式产生斜线定位螺旋焊缝,实现了焊缝的自 动化识别。在进行识别的过程中,我们用三线表来进行了缺陷位置的标注,对于 不同的漏磁检测数据进行了多次的识别之后,表明这种方法的识别率是比较高的。关键词:漏磁内检测,漏磁检测曲线,缺陷识别,数据分析 管道的腐蚀主要是造成管道泄漏的主要问题,然而漏磁内检测技术主要是因 为管道内部的环境要求不够高,不需要耦合剂等优点,这就成为了目前比较成熟 的检测手段之一,目前我们所常用的识别方法有,优化方法中的逐次逼近法,还 有多元统计法以及神经网络法。我们主要通过对于漏磁检测数据的处理,还有分 析利用相关软件对转化成的数组形式的漏磁检测数据来进行操作,形成了管道漏 磁曲线,找到了相应的位置,通过判断满足了相应的条件。 一、管道漏磁内检测基本原理 1.1、漏磁检测原理 如果管壁中存在着缺陷的话,磁导率就会发生变化,整个磁路中的磁通发生 畸形现象,这样就会改变整个途径,有部分的磁通会离开管壁,这样空气就会作 为介质来绕过缺陷,在管壁的表面形成一个漏磁场。漏磁通被磁敏感器所捕捉之后,形成了相应的感应信号,缺陷漏磁信号中所含有的缺陷信息可以对信号进行 分析,判断出缺陷是否超标。 1.2、管道漏磁内检测器 漏磁检测器主要有测量节,计算机节和电池节三部分组成。测量节装有励磁 装置和传感器测量信号,计算机节是非常重要的一个主要核心,主要负责测量的 过程控制和数据的处理以及储存,电池节部分是为整个装置在管道中的长时间工 作提供一个充足的电。漏磁检测器的磁铁将磁通引入管壁之后,检测器在管内行 走的过程中,如果没有发现缺陷,则磁力线在管壁内分布,如果管道内外都有缺陷,则会有一部分的磁力线泄露到管壁外发生变形现象。 二、检测数据的处理办法 2.1、数据特征分析 管道漏磁内检测数据主要为缺陷数据和非缺陷数据两种。如果管道内壁的区域完好,它的信号幅值就会很小,检测曲线就会呈现一个平滑没有畸形的现象;反之,在整体管道内壁的缺陷处检测到的漏磁信号,因为边缘场效应会发生突变,缺陷 处有较大的漏磁场。所以我们对于大量的实验数据来进行分析,从管道外壁检测 到的信号幅值大小来分析,如果变大的话,这一信号就可以为下一步的识别作为 依据。 2.2、数据曲线的显示办法 我们根据相应的数据结构,以每一个漏磁检测数据所对应的序数和记录数来作为 屏幕的横坐标,还有纵坐标,这样就可以清楚地表示数据的变化,用曲线上下波 动来表示数据的变化,这样可以通过每一条通道在图形上形成的宽度,通过对具 体数值的变化处理形成点坐标,表示成曲线图。 2.3、数据曲线的显示 管道漏磁检测的每一个数据文件都有一定的标准,所以我们可以通过采集数据的

漏磁检测法的主要特点

漏磁检测法的主要特点:(l)对各种损伤均具有较高的检测速度;(2)对铁磁性材料表面、近表面、内部裂纹以及锈蚀等均可获得满意的检测效果;(3)探头装置结构简单、易于实现、成本低且操作简单;(4)由于磁性的变化易于非接触测量和实现在线实时检测,磁场信号不受被测材料表面污染状态的影响,进行检测时被测材料表面就不需清洗,因此将大大提高检测的效率,减小工作量;(5)可以实现全自动化检测,非常适合在流水线上进行质量检测和生产过程控制。 从漏磁检测技术在工程中的应用来看,最为重要的便是对检测信号和数据的处理以及对缺陷的智能识别。漏磁检测信号是检测线圈切割或者霍尔元件直接感应漏磁通的法向分量或切向分量而获得。在缺陷漏磁信号的特征提取和分类方面,Jun-Youl Lee[40]等人基于分层规则对信号的分类进行了研究,该研究比较了BP神经网络和多层感知神经网络(HMLP)对漏磁信号的分类效果,证明HMLP网络可以减小在缺陷分类中的误差。K.Hwang, S.Mukhopadhyay和R.Perrazo[116]等人用不同的方法研究了漏磁信号的特征提取问题。K.Hwang采用小波神经网络训练了一种多分辨率、分层小波函数神经网络用于提取缺陷漏磁信号的三维特征。S.Mukhopadyay[117]通过大量实验研究了离散小波变换用于漏磁信号的去噪和特征提取,并讨论了缺陷信号的分类问题。R.Perrazo[121]等人在177mm长的钢管上加工出30 种不同形状的缺陷,让测量传感器以0.2m/s的相对速度和不同的磁化电流测量实验数据,然后采用神经网络分析方法提取缺陷特征。在缺陷漏磁信号的计算和处理等方面,EduardoAltschuler[137]等人综合磁场、饱和磁通密度等因素建立了钢管缺陷漏磁信号的非线性数学模型,并用该模型讨论了缺陷信号对于钢管壁厚、缺陷深度、宽度和磁场强度的依赖性。K.Mandal和D.L.Atherton[98]研究了管道压力对缺陷漏磁信号的影响,分析讨论了几种现有数学模型,最终采用Zatepin-Shcherbinin和Edwards-Palmer两种模型拟合了轴向和径向漏磁信号。经采用适当的比例因子,该两种模型可以不受管道压力的影响。蒋奇[95]等人提出应用径向基函数(RBF)神经网络对漏磁场进行插值计算和非线性逼近,建立了RBF网络模型,并对人工凹坑缺陷进行插值和重构,结果表明,该方法收效速度快、计算量小、拟合曲面效果好。Jaein Lim[127]等人在多传感器的数据融合方面进行了研究。他们在使用小波神经网络提取缺陷3-D特征的过程中使用了两组传感器分别测量轴向和圆周方向的漏磁信号,并在信号级对传感器的信号进行了融合,即两组传感器的信号经去噪和边界提取后,分别作为复数值信号的实部和虚部而融合到一起,然后用小波神经网络重构缺陷的外形。金建华[138]在其论文中也研究了基于模式识别和模糊聚类的磁性传感器数据融合方法,分析油管局部损伤和壁厚损伤,建立了融合方法的评价指标。由于漏磁检测过程中信号的灵敏度会受

管道漏磁内检测

漏磁内检测 作者:河南中拓石油工程技术股份有限公司 1. 概述 电磁检测是十分重要的无损检测方法,应用十分广泛。当它与其它方法结合使用时能对铁磁性材料的工件提供快捷且廉价的评定。随着技术的进步,人们越来越注重检测过程的自动化。这不仅可以降低检测工作的劳动强度,还可提高检测结果的可靠性,减少人为因素的影响。 漏磁检测方法是一项自动化程度较高的磁学检测技术,其原理为:铁磁材料被磁化后,其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场,通过检测漏磁场来发现缺陷。从这个意义上讲,压力容器检测中常用的磁粉检测技术也是一种漏磁检测,但习惯上人们把用传感器测量漏磁通的方法称为漏磁检测,而把用磁粉检测漏磁通的方法称为磁粉检测,且将它们并列为两种检测方法。 磁粉检测只能发现表面和近表面裂纹缺陷,而且检测时需要表面打磨,仅适合工件停产的检测;漏磁检测除能发现表面和近表面裂纹的缺陷外,还可从外部发现工件内部的腐蚀坑等缺陷,而且不需要对工件表面进行打磨处理,适用于工件在线检测。而工件在线检测是目前用户最急需的方法,它可以减少不必要的停车,降低检验成本。另外,漏磁检测还能对缺陷深度和长度等进行定量。虽然目前在工件检测中,漏磁检测技术的应用较少,但它具有磁粉检测所不具备的优点,所以其应用前景非常广阔。 2 漏磁检测的原理及特点 利用励磁源对被检工件进行局部磁化,若被测工件表面光滑,内部没有缺陷,磁通将全部通过被测工件;若材料表面或近表面存在缺陷时,会导致缺陷处及其

图1 漏磁检测原理图 附近区域磁导率降低,磁阻增加,从而使缺陷附近的磁场发生畸变(图1),此时磁通的形式分为三部分,即①大部分磁通在工件内部绕过缺陷。②少部分磁通穿过缺陷。③还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷[z1。第3部分即为漏磁通,可通过传感器检测到。对检测到的漏磁信号进行去噪、分析和显示,就可以建立漏磁场和缺陷的量化关系,达到无损检测和评价的目的。 由于漏磁检测是用磁传感器检测缺陷,相对于磁粉、渗透等方法,有以下优点: (1)易于实现自动化漏磁检测方法是由传感器获取信号,然后由软件判断有无缺陷,因此非常适合于组成自动检测系统。实际工业生产中,漏磁检测被大量应用于钢坯、钢棒、钢管的自动化检测; (2)较高的检测可靠性漏磁检测一般采用计算机自动进行缺陷的判断和报警,减少了人为因素的影响; (3)可实现缺陷的初步定量缺陷的漏磁信号与缺陷形状尺寸具有一定的对应关系,从而可实现对缺陷的初步量化,这个量化不仅可实现缺陷的有无判断,还可对缺陷的危害程度进行初步评价; (4)高效能、无污染采用传感器获取信号,检测速度快且无任何污染。 漏磁检测的缺点除了跟磁粉检测相似外,还由于检测传感器不可能象磁粉一样紧贴被检测表面,不可避免地存在一定的提离值,从而降低了检测灵敏度;另一方面,由于采用传感器检测漏磁场,不适合检测形状复杂的试件。对形状复

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