管道漏磁内检测内外伤判别方法研究

郑典峰

摘 要：管道漏磁内检测中，传感器测得的相同尺寸的内外缺陷漏磁信号，除了峰值不同外，没有本质区别，因此有必要采用直接的、物理的方法去实现内外伤的区分。

关键词：漏磁检测；无损检测；有限元；缺陷；内伤；外伤

目前的管道漏磁内检测设备，主要采取饱和漏磁场理论下的检测方法，造成检测设备结构笨重、通过能力低、易发生卡堵等现象，而且检测过程繁琐。因此适时提出内检测设备结构改造和方法改进方案，以优化漏磁内检测器的检测能力。

1 剩磁扰动内外伤判别原理

将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。以管壁上的不连续也即缺陷作为扰动源，获取该扰动源所形成磁场扰动并被观察出。将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。

2 ANSYS有限元分析：

2.1 缺陷长度小于导磁体长度仿真分析（见图1）

50%壁厚内缺陷导磁体2cm磁信号 50%壁厚外缺陷导磁体2cm磁信号

图1

2.2 缺陷长度大于导磁体长度仿真分析（见图2）

50%壁厚内缺陷导磁体0.5cm磁信号 50%壁厚外缺陷导磁体0.5cm磁信号

图2

2.3 缺陷与导磁体等长而内外深不同仿真分析（见图3）

2.4 缺陷与导磁体等长而内外深相同仿真分析（见图4）

3 结束语

基于上述磁扰动现象，可发明一种剩磁扰动内外伤判别方法，通过捕获由管壁上内外缺陷产生的导磁体上的磁扰动信息，可获得主传感器检测的缺陷是内缺陷还是外缺陷的评判依据。

具体工作过程为：剩磁扰动探头随内检测装置，扫查待检管道表面过程中，当内检测装置主传感器采集到漏磁信号时，证明管道有缺陷存在；间隔适当时间（剩磁扰动探头与内检测装置主传感器距离与内检测装置行进速度之比）后，观察剩磁扰动探头测量结果。如果是内缺陷，会出现剩磁扰动，即剩磁扰动探头线圈上产生电压突变；如果是外缺陷，无剩磁扰动出现，即剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变；如果剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变，而内检测装置主传感器没有采集到漏磁信号，则说明管壁上不存在缺陷。整个过程中剩磁扰动的出现及消失与内外缺陷的出现及消失很好地相对应。

参考文献

[1] 郭新庆.关于石油天然气管道安全问题，国家安全生产监督管理总局调查研[Z].2006，17（133）：5-6.

[2]陈金忠，林立，徐丙贵.一种高精度套管漏磁检测仪[M].石油机械，2007，35（9）：165-167.

[3]杨理践.管道漏磁在线检测技术[J].沈阳工业大学学报，2005，27（5）：522-525.endprint

摘 要：管道漏磁内检测中，传感器测得的相同尺寸的内外缺陷漏磁信号，除了峰值不同外，没有本质区别，因此有必要采用直接的、物理的方法去实现内外伤的区分。

关键词：漏磁检测；无损检测；有限元；缺陷；内伤；外伤

目前的管道漏磁内检测设备，主要采取饱和漏磁场理论下的检测方法，造成检测设备结构笨重、通过能力低、易发生卡堵等现象，而且检测过程繁琐。因此适时提出内检测设备结构改造和方法改进方案，以优化漏磁内检测器的检测能力。

1 剩磁扰动内外伤判别原理

将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。以管壁上的不连续也即缺陷作为扰动源，获取该扰动源所形成磁场扰动并被观察出。将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。

2 ANSYS有限元分析：

2.1 缺陷长度小于导磁体长度仿真分析（见图1）

50%壁厚内缺陷导磁体2cm磁信号 50%壁厚外缺陷导磁体2cm磁信号

图1

2.2 缺陷长度大于导磁体长度仿真分析（见图2）

50%壁厚内缺陷导磁体0.5cm磁信号 50%壁厚外缺陷导磁体0.5cm磁信号

图2

2.3 缺陷与导磁体等长而内外深不同仿真分析（见图3）

2.4 缺陷与导磁体等长而内外深相同仿真分析（见图4）

3 结束语

基于上述磁扰动现象，可发明一种剩磁扰动内外伤判别方法，通过捕获由管壁上内外缺陷产生的导磁体上的磁扰动信息，可获得主传感器检测的缺陷是内缺陷还是外缺陷的评判依据。

具体工作过程为：剩磁扰动探头随内检测装置，扫查待检管道表面过程中，当内检测装置主传感器采集到漏磁信号时，证明管道有缺陷存在；间隔适当时间（剩磁扰动探头与内检测装置主传感器距离与内检测装置行进速度之比）后，观察剩磁扰动探头测量结果。如果是内缺陷，会出现剩磁扰动，即剩磁扰动探头线圈上产生电压突变；如果是外缺陷，无剩磁扰动出现，即剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变；如果剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变，而内检测装置主传感器没有采集到漏磁信号，则说明管壁上不存在缺陷。整个过程中剩磁扰动的出现及消失与内外缺陷的出现及消失很好地相对应。

参考文献

[1] 郭新庆.关于石油天然气管道安全问题，国家安全生产监督管理总局调查研[Z].2006，17（133）：5-6.

[2]陈金忠，林立，徐丙贵.一种高精度套管漏磁检测仪[M].石油机械，2007，35（9）：165-167.

[3]杨理践.管道漏磁在线检测技术[J].沈阳工业大学学报，2005，27（5）：522-525.endprint

摘 要：管道漏磁内检测中，传感器测得的相同尺寸的内外缺陷漏磁信号，除了峰值不同外，没有本质区别，因此有必要采用直接的、物理的方法去实现内外伤的区分。

关键词：漏磁检测；无损检测；有限元；缺陷；内伤；外伤

目前的管道漏磁内检测设备，主要采取饱和漏磁场理论下的检测方法，造成检测设备结构笨重、通过能力低、易发生卡堵等现象，而且检测过程繁琐。因此适时提出内检测设备结构改造和方法改进方案，以优化漏磁内检测器的检测能力。

1 剩磁扰动内外伤判别原理

将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。以管壁上的不连续也即缺陷作为扰动源，获取该扰动源所形成磁场扰动并被观察出。将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。

2 ANSYS有限元分析：

2.1 缺陷长度小于导磁体长度仿真分析（见图1）

50%壁厚内缺陷导磁体2cm磁信号 50%壁厚外缺陷导磁体2cm磁信号

图1

2.2 缺陷长度大于导磁体长度仿真分析（见图2）

50%壁厚内缺陷导磁体0.5cm磁信号 50%壁厚外缺陷导磁体0.5cm磁信号

图2

2.3 缺陷与导磁体等长而内外深不同仿真分析（见图3）

2.4 缺陷与导磁体等长而内外深相同仿真分析（见图4）

3 结束语

基于上述磁扰动现象，可发明一种剩磁扰动内外伤判别方法，通过捕获由管壁上内外缺陷产生的导磁体上的磁扰动信息，可获得主传感器检测的缺陷是内缺陷还是外缺陷的评判依据。

具体工作过程为：剩磁扰动探头随内检测装置，扫查待检管道表面过程中，当内检测装置主传感器采集到漏磁信号时，证明管道有缺陷存在；间隔适当时间（剩磁扰动探头与内检测装置主传感器距离与内检测装置行进速度之比）后，观察剩磁扰动探头测量结果。如果是内缺陷，会出现剩磁扰动，即剩磁扰动探头线圈上产生电压突变；如果是外缺陷，无剩磁扰动出现，即剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变；如果剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变，而内检测装置主传感器没有采集到漏磁信号，则说明管壁上不存在缺陷。整个过程中剩磁扰动的出现及消失与内外缺陷的出现及消失很好地相对应。

参考文献

[1] 郭新庆.关于石油天然气管道安全问题，国家安全生产监督管理总局调查研[Z].2006，17（133）：5-6.

[2]陈金忠，林立，徐丙贵.一种高精度套管漏磁检测仪[M].石油机械，2007，35（9）：165-167.

[3]杨理践.管道漏磁在线检测技术[J].沈阳工业大学学报，2005，27（5）：522-525.endprint