油氣管道在線內(nèi)檢測技術(shù)若干關(guān)鍵問題研究.pdf

1、油氣管道在線檢測技術(shù)是保障管道運(yùn)輸安全的重要手段,管道在線檢測的原理有多種,漏磁法和超聲波法的應(yīng)用最為廣泛.新興的電磁超聲技術(shù)作為一種激發(fā)原理特殊的超聲,因不需要耦合介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),引起了無損檢測領(lǐng)域的高度重視,本論文以管道檢測的漏磁技術(shù)和電磁超聲技術(shù)為重點(diǎn)進(jìn)行研究. 針對缺陷漏磁檢測定量化、智能化的難題,結(jié)合油氣管道檢測現(xiàn)場的實(shí)際需求,通過理論分析和大量實(shí)驗(yàn),系統(tǒng)分析了管道缺陷漏磁檢測技術(shù).首先根據(jù)漏磁檢測的工作原理,引出基于解析

2、法的偶極子管道缺陷理論模型,并分別以有限長矩形、無限長矩形和錐形缺陷為例做了相應(yīng)的漏磁場分布研究.針對磁偶極子模型的不足,將有限元法應(yīng)用到缺陷漏磁場分析中,實(shí)現(xiàn)了常見管道樣本缺陷的漏磁場仿真.研究了漏磁信號特征的有關(guān)影響因素,例如缺陷的外形尺寸、傳感探頭提離距離、檢測儀移動速度、管壁磁化水平、磁鐵形狀和管道內(nèi)應(yīng)力等,得到了各種因素對漏磁檢測的影響規(guī)律,為相關(guān)補(bǔ)償提供了理論指導(dǎo).研究了感應(yīng)線圈漏磁檢測信號的小波去噪方法,并詳細(xì)闡述了應(yīng)用插

3、值技術(shù)去除壞死通道的影響的方法.引入缺陷漏磁信號的模式識別方法,根據(jù)實(shí)測信號典型管道附件的信號特征,對環(huán)焊縫、直焊縫和螺旋焊縫進(jìn)行了模式識別研究,同時根據(jù)缺陷尺寸參數(shù)識別結(jié)果采用最大安全工作壓力方法進(jìn)行了管道缺陷安全性評價研究.為實(shí)際應(yīng)用的管道檢測設(shè)備編制了漏磁檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)了缺陷漏磁場數(shù)據(jù)的顯示,缺陷及焊縫的自動識別量化和評估.論文研究了漏磁檢測的缺陷定量分析問題,將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模式識別方法應(yīng)用到缺陷漏磁檢測中,通過實(shí)驗(yàn)和仿

4、真結(jié)合的方法建立了缺陷特征樣本庫,采用BP網(wǎng)絡(luò)建立了缺陷特征量提取的網(wǎng)絡(luò)模型；采用RBF網(wǎng)絡(luò)建立缺陷輪廓的網(wǎng)絡(luò)映射,并在此基礎(chǔ)上提出一種收斂速度更快,精度更易控制的小波基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)缺陷識別算法. 電磁超聲技術(shù)可以進(jìn)行油氣管道應(yīng)力腐蝕裂紋的探測.本文推導(dǎo)了電磁超聲激發(fā)和接收過程的模式方程,并采用有限元的方法建立了EMAT換能器脈沖電渦流的有限元模型,分析了電渦流的趨膚效應(yīng),及各種因素對電渦流分布的影響,建立了感應(yīng)渦流在靜磁場作用