海底管道漏磁檢測器的設(shè)計與關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、管道運輸是石油、天然氣運輸采用的主要方式。管道一旦發(fā)生事故，不僅會造成巨大的經(jīng)濟損失，而且對社會和環(huán)境也會產(chǎn)生嚴重的后果，其直接、間接經(jīng)濟損失巨大，修理費用也非常之高。漏磁檢測技術(shù)是應用最為廣泛的管道檢測技術(shù)，具有適應性強，可靠性好等諸多優(yōu)點.在對國外管道腐蝕檢測器的消化吸收基礎(chǔ)上，研制開發(fā)適合我國管道實際狀況油氣管道智能檢測系統(tǒng)裝置，對我國在役油氣管道進行全面檢測和安全評價，將管道的安全狀況置于運行管理之中，可以防止惡性事故的發(fā)生，大

2、幅度降低管道維護、更換費用，具有重大的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益。 本論文是海洋資源開發(fā)技術(shù)主題下資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域中的一項國家海洋863項目(No.2001AA602021)重大專項課題“海底管道內(nèi)爬行器及其檢測技術(shù)”中的一項關(guān)鍵研究內(nèi)容。針對海底管道的檢測要求，研制成功了管道漏磁檢測樣機，對漏磁檢測器研制中的若干理論和實際問題進行了深入研究。 論文在簡要介紹了漏磁檢測的基本原理的基礎(chǔ)上，研究了磁偶極子法對工件表面點狀缺陷，

3、裂紋的漏磁場分析，針對以往磁偶極子理論只能處理無限長缺陷的情況，與實際缺陷的局部化特點不相符合的缺點，對磁偶極子理論進行了研究推廣并分析了常見三種類型缺陷，并得到了缺陷漏磁場的三維的解析解。 論文論述了有限元理論在漏磁檢測中的仿真分析方法，介紹了漏磁檢測的二維和三維有限元模型和基本分析過程，針對以往研究中二維有限元模型與實際中缺陷形狀多數(shù)為有限，局部化特點不相符合的問題，本文主要采用三維有限元模型通過仿真實例研究了檢測器的磁化強

4、度問題、漏磁信號影響因素分析、相鄰和復雜缺陷等問題。結(jié)果表明，有限元法的正確運用可以節(jié)省實驗費用并加快實驗進度。本文還研究開發(fā)了漏磁檢測參數(shù)化有限元分析系統(tǒng)，使研究中可以擺脫重復而繁瑣的分析過程，大大提高分析效率。為缺陷特征庫的生成提供了基礎(chǔ)。 論文還研究了漏磁檢測樣機的總體設(shè)計方案，包括探頭單元總體方案的確定、磁敏傳感器的選擇和布置、材料的選擇、漏磁檢測探頭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。結(jié)合實際的設(shè)計要求，論述了漏磁信號在線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬

5、件設(shè)計方案，并且對系統(tǒng)的各部分硬件模塊(漏磁信號預處理模塊，DSP數(shù)據(jù)處理模塊，PCI接口模塊)進行了較詳細的介紹。 論文在分析研究管道和檢測過程特點基礎(chǔ)上設(shè)計了一種新型海底管道缺陷定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基本原理是利用管道本身的對接焊縫作為定位標記，結(jié)合里程計的計里值得到缺陷的精確位置，為我國海底管道維修時缺陷精確定位困難問題提供了一個解決方案。 論文介紹了漏磁信號的特點和漏磁信號處理的基本過程，運用小波理論研究了漏磁信號的