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    管道漏磁检测技术存在的问题
    发布日期:2020-01-02

    一、漏磁检测的基本原理
      漏磁检测技术的基本原理是:利用磁化结构对被测工件进行磁化,在磁化结构与被测工件之间形成磁场回路,当工件表面无缺陷时,从磁极进入工件的磁力线全部在工件中穿过并平行于材料表面,最后进入另一磁极;如果工件上存在裂纹或者坑状缺陷,则由于缺陷处的磁导率降低、磁阻增大,从而使一部分磁力线从此区域外泄出来,形成漏磁场,分析由磁敏传感器采集的漏磁场信号即可获得缺陷的相关信息。管道漏磁检测系统是利用检测仪自身携带的磁铁在管壁上产生一个磁场回路,当检测仪器在管内行走时,如果管壁没有缺陷,则磁力线闭合于管壁之内,如果管内壁或者外壁有缺陷,则磁力线将穿出管壁而产生所谓的漏磁场。
      被测管道内无缺陷时,磁力线从不锈钢管件管道壁穿过并且在管壁内均匀分布,在理想状态下,漏磁通密度为零,但实际上磁铁中穿出的磁力线不可能完全从管壁中穿过,磁铁通过空气耦合也会形成磁场,所以此时传感器测得的漏磁信号不一定为零,但其值是固定不变的。当被测管壁内部有缺陷时,当材料内部的磁力线遇到由缺陷产生的铁磁体间断时,磁力线被分为三个部分。一部分磁力线仍从被测管壁中穿过;另一部分磁力线将发生聚焦或畸变穿出管壁,渗透到空气中又回流到管壁,这一畸变扩散到管壁之外形成漏磁场;还有一部分从管壁缺陷的凹陷中直接穿过。当畸变的磁力线扩散到管壁之外时,即形成可检测的磁场信号。实际检测过程中传感器所测得的漏磁信号主要由两部分组成,一部分为漏磁场;另一部分磁极在空气中耦合形成的磁场,其中主要包括磁极直接在空气中耦合的磁场和磁极在气隙处的耦合磁场。
      二、管道漏磁检测技术存在的问题
      漏磁检测法具有对缺陷灵敏度高,检测速度快,对试件表面清洁度要求不高,而且成本低、操作简单等优点,因此被广泛应用在不锈钢三通管道和压力容器等铁磁性材料的无损检测中。经过近半个世纪的不断发展,无论在理论研究还是在工程应用方面都取得了巨大的成就,但是目前随着检测精确度与准确性要求的不断提高,下述几个问题尚须进一步研究:
      (1)对缺陷尺寸进行量化和反演
      漏磁检测应把检测到的信号和缺陷的特征参数联系起来,从而为无损评价提供依据。但是,现在还没有能够做到对缺陷尺寸进行准确量化。目前仅能通过比较漏磁场幅值的大小判断缺陷的严重程度,精确度有待提高。对缺陷尺寸准确量化和反演具有相当的难度,这一难度是由管道中实际缺陷的各自千差万别的形状决定的,如缺陷宽度的极端不均匀,形状各异等等,同时缺陷形状与漏磁信号之间的规律也难以总结。因此迫切需要对漏磁检测的量化理论进行进一步的完善。
      (2)漏磁检测参数的优化
      在实际检测过程中,需能够针对管道中存在的缺陷类型来采用相应的检测参数,如采用多大的励磁场、提离值等。这样将使精度以及检测参数的选择不再盲目。因此,缺陷漏磁场要和管道内部场的研究结合起来。
      (3)缺陷漏磁场与管道部件漏磁场的识别
      随着管道运输业的不断发展,管道检测的任务量也随之不断增加,为了确保管道运输的安全性和可靠性,对检测数据的分析处理精度和准确性的要求也就越来越高。目前对管道漏磁检测技术的研究主要集中在对管道缺陷的量化方面,而实际检测过程中管道部件(不锈钢弯头、补板、法兰、支管、焊缝等)也会对漏磁场产生影响,如不加以区分,这些漏磁场与缺陷产生的漏磁场相混淆将给管道的维护带来许多不必要的麻烦。
      目前,国际市场主要被德国和美国相关漏磁检测设备公司占领。近几年,我国油田和无缝钢管生产企业相继从美国、德国引进一些大型检测设备。但是进口设备造价高、实际使用费用高、维修和易损件供应、调试都存在问题。因此必须加快技术的引进,及早开发具有国际水平的漏磁检测设备是当务之急。近几年,我国漏磁检测仪器的研发也取得了阶段性进展,中国石油天然气管道局开发出高清晰度管道漏磁内检测设备,大庆石油学院声发射实验室研制出储罐底板漏磁检测仪推动了漏磁检测仪器国产化进程,本文设计的管道漏磁外检测仪将会使漏磁检测技术更广泛地应用于工业管道检测,是对国产漏磁检测设备的有益补充。

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