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《基于三維漏磁測量的腐蝕檢測探頭設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第24卷第6期2011年11月機電產(chǎn)品開發(fā)與剴新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProduct8Vol。24，No。6Nov．，2011文章編號：1002—6673(20r1)0611l塒基于三維漏磁測量的腐蝕檢測探頭設(shè)計曹熙，劉紅旗，胡鐵華，吳哲(機械科學(xué)研究總院，北京100044)摘要：在傳統(tǒng)一維漏磁檢測的基礎(chǔ)上，為了獲取更多特征信息以提高漏磁檢測對缺陷的識別能力，提出了三維漏磁檢測新方法。較傳統(tǒng)一維檢測，三維漏磁檢測對信號采集系統(tǒng)有著更高的要求
2、，本文適時提出了一種適應(yīng)三維漏磁檢測的磁場測量探頭的設(shè)計方案，并已經(jīng)在實驗現(xiàn)場得到應(yīng)用。關(guān)鍵詞：管道；三維；漏磁；檢測；低功耗中圖分類號：TP274文獻標(biāo)識碼：Adoi：lO．3969／j．issn．1002—6673．2011．06．045DesignofaMetal-lossDetectionProbeBasedon3DMFLMeasurementCA0Xi，LIUHong-Qi，HUTie-Hua，形UZhe(ChinaAcademyofMachineryScienceandTechnology，B
3、eijing100044，China)Abstract：Foracquiringmorefeatureinformationtocontributetotheidentificationofdefects，themethodof3DMFLmeasurementhasbeenproposed．ComparingwiththetraditionalOne—dimemionaldetection，Three—dimensionaldetectionhashigherrequirementsforthesi刪Ac
4、quisitionSystem．ThispaperproposesadesignplanforthemagneticfieldprobeadaptedtoThree—dimensionalMFLdetection．Theprobeabovehasbeenappliedintheexperimentalfield．Keywords：pipeline；three—dimension；MFL；detection；lowpowerconsumption0引言近年來，中國經(jīng)濟發(fā)展迅速，生產(chǎn)企業(yè)對于原油天然氣需求攀升
5、。伴之而來的是油氣運輸需求的增加，而管道運輸是石油天然氣的主要運輸方式【ll。油氣管道長期服役后，會因外部干擾、腐蝕、管材和施工質(zhì)量等原因發(fā)生失效事故翻，安全隱患極大。隱患的早期排查主要依靠管道內(nèi)檢測技術(shù)，在眾多管道內(nèi)檢測技術(shù)中，漏磁檢測(MFL)技術(shù)最為成熟，穩(wěn)定性最高，應(yīng)用最廣泛131。漏磁檢測的基本原理是利用外加磁場使管道材料磁化．當(dāng)材料有缺陷時導(dǎo)磁率將發(fā)生變化，導(dǎo)致磁力線彎曲畸變，并有一部分磁力線泄漏出材料表面。通過檢測該泄漏磁場就能有效地識別出缺陷的形狀和深度14】。目前，國內(nèi)采用的油氣管道漏磁
6、檢測器主要是基于一個維度方向上漏磁場的檢測嘲．利用主磁場方向的漏磁通來確定缺陷情況。雖然能基本定性找出缺陷，但是卻忽略了另外兩方向漏磁場分量．而此分量信號能量比較集中，攜帶了大量缺陷信息，對于我們更精確的確定缺收稿日期：2011-09—28基金項目：科技部科研院所技術(shù)開發(fā)專項項目(2209004siJ)作者簡介：曾熙(1987一)，男，在讀研究生。主要研究方向：無損檢測；劉紅旗。男，博士，研究員、博士生導(dǎo)師。陷的形狀和位置有著重要作用。1三維探測新方法與實現(xiàn)技術(shù)漏磁檢測原理如圖1所示。漏磁場作為空間中連續(xù)
7、分布的一種向量場，可以用磁偶極子模型來推演Iq．該模型認為缺陷的漏磁場由極性相反的偶極子產(chǎn)生。鐵芯以二維的矩形槽為圈1管道漏磁檢測示意圖例，兩個磁偶極子位于缺陷兩側(cè)，磁荷密度分別為+Q和一Q，由此可得空間中任一點M(x，y)處產(chǎn)生的漏磁場為：B=BJ+BF衛(wèi)rl+—乓r2(1)4百r1上orI4仃p吣r2式中：‰一真空中磁導(dǎo)率。由式(1)可知，B為空間中的一個矢量．通常把其正交分解到x—Y—Z方向來進行分析。對于管道軸向磁化模式，漏磁場Bx是平行予試件表面。與外加磁場方向平行的分量，為主磁場分量；漏磁場B
8、y是平行于試件表面并與外加磁場方向垂直的分量，為副磁場分量；漏磁場Bz是一Q+Q圖2偶極子模型示意圖11l·測試與控制·垂直于試件表面并與外加磁場方向垂直的分量。場分量。如圖3所示。圈3三維漏磁場示意圖2三維漏磁檢測探頭的設(shè)計與分析為副磁目前，我國應(yīng)用的油氣管道腐蝕檢測器主要是基于一個維度方向上漏磁場的檢測，受電池容量限制，沿管道圓周最多布置500個傳感器，傳感器間距5—10mm，對于缺陷形狀和深度檢測精度還存在不足。特別是對
