磁信号检测高温合金内外壁缺陷分类研究

为区分高温合金内外壁缺陷,采用高精度弱磁传感器对高温合金人工槽型缺陷进行检测。从有缺陷的一面检测为正面(即外壁缺陷),从另一面检测为反面(相当于内壁缺陷),发现单侧表面缺陷检测信号出现极性相反的情况,无法通过极性相反这一特征区分内外壁缺陷。针对这一现象,基于支持向量机中的分类功能,对采集到的弱磁信号进行特征提取获得面积、幅值和占宽3种特征量建立分类数据库,进行内外壁缺陷分类识别,并采用不同的核函数建立分类模型进行比较,最终发现径向基核函数分类模型正确率最高,为84.37%,且经过样本库外的试件验证后正确率仍有81.25%。结果表明该算法能够有效地对高温合金缺陷信号进行分析和辨识,具有一定的实用价值。

高速漏磁检测过程中管道内外壁缺陷定位方法研究

管道内外壁缺陷的有效区分是对缺陷进行有效量化的前提,提出一种基于动生涡流的高速漏磁检测过程中管道内外壁缺陷的定位区分方法,利用涡流磁场与外磁场的耦合作用时内外壁磁场信号的变化差异特征区分缺陷位置。首先建立高速漏磁检测数学模型,分析了涡流分布特点以及涡流磁场与外磁场耦合作用规律,利用有限元方法计算分析不同位置时,耦合作用规律对管道内外壁磁化状态影响及内外壁缺陷漏磁场信号差异特征;设计高速漏磁检测实验平台,对不同运行速度、不同检测位置处钢管内外壁缺陷区分效果进行实验研究。结果表明,接近磁化线圈位置时,管壁内产生的涡流磁场方向与管道外壁磁场方向相同、与管道内壁磁场方向相反,在离开磁化线圈位置时,涡流磁场方向与管道外壁磁场方向相反、与管道内壁磁场方向相同;不同检测位置处,管壁磁场变化规律相反,且速度越快,磁化状态影响受影响程度越大,内外壁漏磁场信号差异特征越明显,高速检测时可有效对管道内外壁缺陷进行定位区分,实验结果和理论分析具有很好的一致性。

铁磁性管道内外壁缺陷区分装置及方法研究

涡流检测常用于铁磁材料的在线检测以及在役检测中,基于磁饱和的钢管磁化涡流检测技术在工业中应用多年并形成了系列标准,如ASTM E309-2016和NB/T 47013-2015等,但对该方法的机理认识仍不完善。本文以磁化涡流检测最新的研究理论出发,建立钢管磁化与涡流检测装置,分析周向槽缺陷周围的电磁特性,同时开展不同励磁强度下钢管涡流检测试验,分析周向短槽缺陷阻抗信号与励磁电流的关系及其机理,最终提出内外壁缺陷的区分方法。

基于动态磁多极子场的管道内外壁缺陷区分方法

为了对动态条件下管道漏磁内检测中的内外壁缺陷信号进行识别,针对动态条件下管壁产生的感生涡流磁场,建立了基于磁多极子场的动态漏磁场数学模型。从漏磁内检测器获取的缺陷信号中提取出内外缺陷区分的数据特征,确定了基于磁多极子场的管道内外壁缺陷区分方法:当缺陷的上升沿或下降沿至少其一满足第2阶磁场参数绝对值最大时判定为内缺陷,当上升、下降沿均不满足第2阶磁场参数绝对值最大时判定为外缺陷。通过内外缺陷试验数据的识别概率,对该方法进行了验证。新建立的区分方法辨识准确率高,突破了检测器需要借助硬件传感器的条件限制,对漏磁缺陷的识别、原理分析及内外区分具有指导作用。

油气管道内外壁腐蚀缺陷干涉作用影响因素研究

目的研究油气管道内外壁腐蚀缺陷干涉作用机理及影响因素,为管道安全运行提供依据和保障。方法采用ABAQUS有限元分析软件,结合二倍弹性斜率法和控制变量法,改变内外壁腐蚀缺陷尺寸(相对深度、相对长度、相对宽度)和缺陷轴向表面间距,求解含内外腐蚀缺陷管道极限载荷,以极限载荷的变化为依据,通过5%极限影响判定标准,求得内外腐蚀缺陷干涉作用极限影响距离,同时利用MATLAB软件建立管道内外腐蚀缺陷-干涉极限影响距离函数关系,拟合得到公式。结果当外缺陷深度a1/t、内缺陷深度a2/t在0.1~0.3变化时,双缺陷干涉极限距离从46 mm增大到193 mm,且变化速率越来越大;当外缺陷长度b1/1/2Rt、内缺陷长度b2/1/2Rt在0.5~2.5变化时,双缺陷干涉极限距离从71 mm增大到219 mm,但变化速率越来越小。随着内外缺陷宽度c1、c2的增大,管道极限载荷几乎不减小,双缺陷干涉极限影响距离基本不变。构建的四元三次多项式拟合公式R2=0.9898、SSE=0.5361、RMSE=7.3219,离散性低,精度较高。结论缺陷深度是影响干涉极限距离的最主要因素,缺陷长度次之,缺陷宽度基本不影响。

考虑内外壁腐蚀缺陷相互作用的油田注水管道失效压力评估

采用ABAQUS有限元分析软件,研究了胜利油田注水管道内外壁面腐蚀缺陷间相互作用及影响因素。通过对含有单点腐蚀缺陷管道失效压力的研究,确定了影响管道失效压力的特征尺寸,并对比分析了内、外腐蚀缺陷对管道失效压力的影响程度。在此基础上,研究内外缺陷共同存在情况下,腐蚀缺陷尺寸参数(相对深度、相对长度)与轴向间距变化对管道失效压力的影响规律,并结合5%相互作用规则求得内外腐蚀缺陷相互作用极限间距。结果表明:内腐蚀缺陷比外腐蚀缺陷对管道失效压力的影响更大;随着内外腐蚀缺陷轴向间距的增大,不同腐蚀缺陷深度、长度管道的失效压力均增大直至趋于定值;随着双腐蚀缺陷深度及长度的增大,内外腐蚀缺陷极限作用距离显著增大。内外腐蚀缺陷尺寸及间距是影响内外腐蚀缺陷间相互作用的重要因素。