基于磁传感器阵列的管道移位变形内检测

海底管道的结构变形会增加管道断裂风险,从而造成极大的经济损失。本文提出一种基于球形内检测器和多通道磁传感器阵列的管道移位变形检测方法。根据磁机械效应,分析管道移位变形导致的管壁应力及管道内磁通密度变化规律。设计了检测器结构布局及磁阵列采集方案,实现了管道内空间旋转磁通密度的高覆盖率采样。设计算法将旋转磁信号转换为管道坐标系下的平动磁信号,提取管道内等高线的磁数据,实现了多通道磁信息融合,提高了磁异常检出率。最后,开展了管道竖向加载和等效横向加载等移位变形的内检测试验。结果表明,管道在纵向受力变形状态下,管道内等高线上磁通密度纵向分量的离散度降低136.1μT;管道在等效横向受力变形状态下,管道内等高线上磁通密度横向分量的离散度降低123.1μT;球形内检测器所测得的磁通密度离散度能够反映出管道不同方向的移位变形,且管道变形越大,磁通密度离散度越小。

在役压力管道的超声检测技术综述

压力管道在工业生产中具有关键性的作用,但由于多种因素的影响会导致出现安全事故,必须引起高度重视。在役压力管道必须定期检测,确保管道壁厚和各处焊缝符合技术标准要求。随着科学技术的不断进步,数字信号分析、自动成像等新型技术与超声检测技术相融合,产生了超声导波检测技术、衍射时差法超声检测技术(TOFD)、超声相控阵检测技术等,广泛应用于在役压力管道检测。激光超声检测、电磁超声C扫描检测、全自动超声波检测(AUT)等技术成为未来发展趋势。

压力管道建造过程中焊接接头射线检测标准比较与分析

压力管道按属性和用途分类,可分为工业、公用及长输管道,其焊接接头射线检测执行标准涉及NB/T 47013.2,GB/T 12605及SY/T 4109,此三项标准在检测适用性、检测工艺及检测质量分级等方面存在一定区别,系统比较并分析了其相关特点和差异,为从事压力管道设计、施工、检测及建造监督的相关人员提供参考,尤其建议设计和业主者应对上述标准进行综合选用。

长输油气管道内检测技术

管道内检测技术是长输油气管道内检测最有效的方法之一,是长输油气管道缺陷检测、评估与完整性评价的重要手段。随着我国能源行业的高速发展,管道成为能源输送的最有效载体,这对管道内检测技术提出了新的挑战,应运而生多种新的检测方法与解决方案。梳理了长输油气管道内检测技术的发展过程,阐述了长输油气管道内检测技术的国内外研究现状,针对长输油气管道内检测现存在的问题,对新技术、新方法的原理、应用情况进行归纳总结,并提出管道内检测行业的未来展望。

声发射法检测输气管道泄漏的研究综述

声发射法检测管道泄漏是目前的热点方法,研究涉及泄漏信号的产生与传播、信号拾取与处理、基于信号的智能识别与定位等。通过介绍声发射检测定位原理及一些基本规律,详细分析小波分析、局域均值分解、经验模态分解、变分模态分解在处理泄漏信号时的优劣,探讨人工智能在处理管道泄漏声发射信号中的应用,总结管道泄漏的模态研究、相关试验研究,来理清基于声发射的管道泄漏检测现状及展望未来发展。

基于VMD的广义三次互相关管道泄漏定位检测

针对天然气管道泄漏检测声波定位技术中,二次互相关时延估计算法存在较大误差的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)结合广义三次互相关的时延估计算法。该方法首先利用VMD算法对两路信号进行分解并重构信号;其次,在二次互相关的基础上再进行一次相关,并在互相关算法的峰值检测阶段引入希尔伯特变换(HT),对峰值进行尖锐化处理,成为一种新型的广义三次互相关时延估计算法。通过对平台搭建的油气管道泄漏检测系统采集数据进行模拟试验,分析了各算法的精度。试验表明,相较于二次互相关,改进广义三次互相关时延估计算法定位平均精度有明显的提升,有着更高的精度和更好的抗噪性能,在天然气管道泄漏定位方面有着更广泛的应用前景。

基于深度学习的排水管道缺陷检测算法对比研究

管道的缺陷检测是城镇排水管道检修和维护的前提,通过准确的缺陷检测技术有利于推动城市管道的建设工程质量。相较于传统的缺陷检测方法,深度学习算法能提高缺陷检测的准确性和可靠性。研究基于管道实测缺陷数据,使用面向排水管道缺陷检测的图像语义分割算法和基于异常检测和半监督学习的排水管道缺陷多分类算法,以检测准确率、精确率和召回率为评估指标,分别检测错口、破裂和支管暗接三类管道缺陷,对比分析两种算法对管道缺陷的检测性能。研究发现,面向排水管道缺陷检测的图像语义分割算法是较为理想的管道缺陷检测模型。

基于深度学习的管道漏磁缺陷智能检测方法

油气管道安全运输对于能源供应和经济发展都具有重要意义。对管道缺陷进行识别检测是管道系统健康管理中的重要环节,漏磁(MFL)检测是管道缺陷检测的有效手段。针对现有深度学习算法中小缺陷检测精度低的问题,文章提出了一种改进的RetinaNet算法(DAB-RetinaNet)用于管道漏磁图像的智能检测。在缺陷数据集上的评估结果表明,与其他经典的检测器相比,该方法具有更好的识别精度。

高温管道超声·涡流无损检测双法并举

述评对200℃高温下运行的管道焊缝,用自动无损检测(NDT)系统进行在役检测。这里提出用两种不同无损检测方法和相应检测系统的组合,应对管道焊缝潜在缺陷的检测。所提出的无损检测系统将超声波和涡流技术与处理高温条件的专用方法相结合。采用相控阵超声,搜索焊缝体积内的体积缺陷,同时使用涡流探测表面和近表面裂纹。相控阵超声结果显示了冷却机制的有效性,而对高达200℃温度引起的声衰减影响可易于进行补偿修正。当温度升高到300℃时,涡流检测结果几乎未受影响。

声波法在直埋供热管道泄漏检测中的工程应用

利用声波法对城市内2段直埋供热管道的泄漏情况进行非开挖式工程实测,分析了不同工程条件下的泄漏声波信号特征,并采用傅里叶滤波进行声波振动信号的降噪处理。研究表明,傅里叶滤波可有效提升泄漏定位精度,实测漏点定位误差小于2%,基于傅里叶滤波降噪的声波法直埋供热管道泄漏检测技术具有较好的工程应用价值。

多传感器数据融合技术在管道无损检测中的应用

管道是石油和天然气最经济高效的运输方式之一,确保管道的安全性和完整性至关重要,管道无损检测是油气管道安全稳定运行的有力保障。在管道检测数据处理方面,低计算成本、高精度的多传感器数据融合模型在未来管道缺陷识别量化和轮廓重构方面具有广阔的应用前景。对多传感器数据融合技术及其在管道检测领域的应用进行了综述,讨论了多传感器数据融合技术在复合检测技术、管道缺陷识别以及量化方面的应用,对存在的问题和未来的研究方向进行了分析。

直埋热水供热管道泄漏定位检测实验研究

选用傅里叶滤波法和小波阈值法进行了管道泄漏信号降噪和泄漏定位的对比研究。在DN300管路的实验直埋热水供热系统上进行了泄漏检测实验,采用小管径支管和调节阀模拟泄漏点、加速度传感器测量声波振动信号,依次选用2种滤波方法对直埋热水供热管道泄漏的声波振动信号进行数据降噪处理,讨论了泄漏信号降噪前后的信号频域特征和定位精度。在北京市某小区直埋供热管道进行了声波降噪泄漏检测工程验证,定位偏差不超过1.0 m。研究表明,傅里叶滤波法和小波阈值法对直埋热水供热管道泄漏定位的声波振动信号降噪处理效果显著,小波阈值法保持了全频段的信号特征,可获得更高的定位精度。

基于电磁超声的工业管道自驱式壁厚连续扫查内检测系统

腐蚀减薄是工业管道定期检验重点关注的损失模式,文中针对该问题研发了一种自驱式管道壁厚连续扫查内检测系统。文中设计了一种收发双线圈构型的电磁超声传感器,研制了自驱式管道内检测机器人与高裕量随动贴合的传感器搭载装置。在测试管道上开展了在线壁厚扫查实验,实验结果表明:自驱式电磁超声内检测系统在管道主要结构处均能稳定检测壁厚,检测数据可靠,缺陷定位准确,适用于传统外检测不可达等服役工况下钢质管道的壁厚动态测量。

油气管道非饱和磁化应力检测技术研究

应力集中是在役油气管道损伤、失效的重要原因,为能源的输送安全埋下巨大隐患。为此,提出一种非饱和磁化管道应力检测新方法,分析了非饱和磁化油气管道应力检测机理,推导获得了应力检测等效磁路模型,利用有限元方法探究了屏蔽层对应力响应信号的影响规律,对X52管道钢试件在0~140 MPa范围内进行拉伸应力检测试验,验证了非饱和磁化检测探头对试件应力状态的感知能力。研究结果表明:随磁屏蔽层长度增加,信号畸变度持续增加,但梯度值减小;随磁屏蔽层厚度增加,信号畸变度先增加后减小;拉伸应力与响应信号呈现负相关的线性变化趋势。研制的检测探头对应力状态感知的灵敏度达到18.48 mV/MPa。研究成果可为管道应力集中在线检测探头及装备研制提供参考。

油气管道变形检测研究的知识图谱可视化分析

油气管道变形检测是保障管道安全运输的有效手段,同时也是管道完整性评价的重要环节。在此以CNKI 977篇及Web of Science 3 405篇文献为数据源,基于CiteSpace可视化分析软件,构建“油气管道变形检测”研究知识图谱,对比分析国内外在油气管道变形检测领域研究的演进历程、研究特征及热点议题。结果表明:管道变形检测领域研究经历了早期探索期、快速上升期及持续发展期三个阶段;各国对于管道变形检测的研究与全球管道建设发展态势呈正相关,极具能源需求地区或具有能源储量优势的国家(如美国、中国、日本、英国)在本国雄厚资源的助力下,管道建设与学术成果相辅相成;国内高校和科研院所是管道变形检测领域的主要研究阵地,且石油石化类龙头企业占有领军地位;国内已形成核心作者群体且有以学科带头人为核心的稳定合作关系;而国外还未形成核心作者群体,小团队作者之间合作密切但分布格局较为零散;管道变形特征分析和管道变形探测方法是该领域的研究热点;“油气管道测径清管”“模型”“预测”是该领域的前沿主题。

苏里格气田集输管道电磁涡流内检测技术试验及效果分析

由于集输管道的通过性(小口径管道)阀门的限制、变径设计以及转弯半径较小等问题,管道存在“难以检测”的问题。传统管道漏磁内检测器结构复杂、质量大、功耗高且容易发生卡堵,对于低压小口径管道来说,漏磁内检测器通过性差、不易获取有效的内检测数据。电磁涡流内检测设备具有体积小、质量轻、功耗低的优点。为研究电磁涡流内检测技术在低流速、高产液、含硫管道检测中的适应性,选取典型管线开展了具有代表性的电磁涡流试点检测,分析了目标管道内部金属损失分布情况并对检测出缺陷点进行开挖验证。结合检测所获取的数据,对缺陷进行完整性评价,为全面了解管道现状、合理采取维修措施、实现管道的科学管理提供一定的依据,为其下一步在气田集输管道内检测中推广应用提供借鉴。

城镇聚乙烯燃气管道内检测机器人技术研究进展

国内城镇聚乙烯燃气管道主要采用埋地安装方式。在长期使用过程中,为及时发现管道老化、内部缺陷问题,需要使用管道机器人进行全面检测。文中按照机器人的运动类型分类介绍了国内外管道机器人的研究进展;介绍了聚乙烯管道的特性以及现有聚乙烯管道检测技术的发展现状;研究了目前城镇聚乙烯管道检测存在的主要问题,最后提出实现机器人与多种检测技术联合使用将对未来城镇聚乙烯燃气管道内检测的发展有重要意义。

磁层析成像管道检测信号空间传递过程的能量变化

磁层析成像管道检测方法已经被广泛应用于埋地和海底管道的无损外检测。该方法基于金属磁记忆原理,通过在管道外测量空间磁场分布中的异常情况来判别应力集中区的危险等级和位置。为了研究磁层析成像法管道检测信号在空间中的分布特征和传递规律,对磁化管道的应力集中区空间磁记忆信号的能量分布和变化规律进行了研究。利用磁偶极子场建立管道内壁应力集中区磁场模型,基于磁能理论对管道外不同提离空间磁记忆信号的磁场能量和磁能密度进行有限元计算,得出空间磁场的分布规律,分析了不同提离磁信号磁能密度之间的相关性。结果表明,管道外空气中的磁场能量随着提离值的增加而衰减,在管道外壁至提离值小于50 mm时衰减最快;管道外磁层析成像法检测的磁信号与管道内壁应力集中区信号同源。从理论上解释了磁层析成像管道检测的有效性,为从检测数据中提取有效信号提供了理论依据。

基于空间分辨率的钢制管道裂纹剩磁信号检测方法

针对传统漏磁检测(magnetic flux leakage,MFL)技术难以满足钢制油气管道裂纹检测需求,提出一种剩磁检测(residual magnetic flux leakage,RMFL)技术,直接利用漏磁检测后管壁的剩磁状态实现小开口裂纹的有效检测。相较于漏磁信号,剩磁信号信噪比较低,对传感器的采样频率有更高的要求,因此提出一种空间分辨率方法优化剩磁信号采样频率。首先通过有限元仿真建立管道动态磁化模型,提取裂纹特征数据,并分析其分布规律。其次采用频域分析方法,优化剩磁信号采样频率。最终通过实验验证了基于空间分辨率的裂纹剩磁检测方法的有效性。结果表明,基于空间分辨率的剩磁信号与原始信号高度吻合,在信号波形的极点处均有不失真采样点,保存了原始信号的关键特征,为裂纹尺寸的量化提供了重要的数据基础。该技术可实现管道小开口裂纹的有效检测,工程实用的可操作性强,有助于油气管道裂纹内检测技术的进一步发展。

基于混频非线性超声的金属压力管道早期疲劳损伤检测

压力管道在服役过程中由于受载荷波动等因素的影响容易产生疲劳损伤,疲劳损伤的累积会导致管道失效。本文针对金属压力管道早期疲劳损伤的检测问题开展研究,提出了基于混频非线性超声的疲劳损伤检测方法,设计了混频非线性超声检测装置,开展了304不锈钢试样的疲劳损伤检测实验,建立了疲劳损伤程度与混频非线性指数之间的联系。在此基础上,开展了304不锈钢管道疲劳损伤的在线检测实验,结果表明,在疲劳加载过程中管道应力集中部位的混频非线性指数的增长速度明显高于其他部位,证实了混频非线性超声检测方法可用于金属压力管道早期疲劳损伤的检测与评估。