管道漏磁内检测器

总体结构：
管道漏磁内检测器
行进动力：
皮碗一般由耐油橡胶或聚氨酯制成，形状象碗一样，其外径略大于管内径，可以紧紧地撑在管壁上，隔离前后两端的输送介质，使其产生压差，从而推动检测装置前行。橡皮碗有一定的弹性，在弯头处时，产生变形，使装置顺利通过。
管道漏磁内检测器
长度设计： 1.5D
管道漏磁内检测器
辅助信号：
里程、重锤、温度、时钟等
管道漏磁内检测器
里程信号:
管道漏磁内检测器
重锤信号：
管道漏磁内检测器
温度信号：
管道漏磁内检测器
总体电路：
管道漏磁内检测器
项目名称 Φ377技术指标
轴向采样距离周向传感器间距
最小检测速度最大检测速度宽度检测精度
2mm 8mm
没有要求 5M/S 10mm
管道漏磁内检测器
管道漏磁内检测器在长输管道检测中利用永久性磁铁将管道管壁饱和磁化，与被测管壁形成磁回路，当管壁没有缺陷时，磁力线处于管壁之内；当管壁存在缺陷时，磁力线会穿出管壁产生漏磁。利用探头拾取金属损失处的漏磁信号，进而判别金属损失缺陷。
管道漏磁内检测器
管道漏磁内检测器
总体示意：
管道漏磁内检测器
转弯：
装置的各节之间采用万向节连接，其特点是，前后两节之间可以按任意方向转动。装置在管道中除了向前走之外，还会沿轴向旋转，因节与节之间有电缆线连接，如果各节之间旋转的角度不同，电缆线会缠绕起来而被拉断。
管道漏磁内检测器
调试：
管道漏磁内检测器
发球：
管道漏磁内检测器
跟踪定位：
管道漏磁内检测器
电压范围选择
触发选择
可编程增益放大器

管道内检测——精选推荐

管道内检测管道作为现代五⼤运输⽅式（铁路、公路、航空、⽔运、管道）之⼀，在安全、便捷、经济等⽅⾯具有其他四种传统运输⽅式不可⽐拟的优势。

⽬前国内约99%天然⽓和70%的原油通过管道进⾏运输，因此管道也具有了“能源动脉”的称号。

既然是能源动脉，就和⼈的⾎管⼀样会发⽣类似于⾎栓、⾎管壁变薄、丧失弹性等危险。

图1：从管道中清理出的杂质对于由于杂质堆积、析蜡等造成的管道“⾎栓”，通常采取清管的⽅式予以清除“⾎栓”。

但是对于管道腐蚀、应⼒集中等造成的管道壁变薄、裂纹，⽬前世界上通⽤的做法是进⾏管道“内检测”。

管道内检测即是：在不影响输油运⾏的情况下，利⽤管道内运⾏的可实时采集并记录管道信息的检测器所完成的检测，也称智能清管。

管道内检测按照检测⽬的来分类有：⼏何检测、⾦属损失检测和裂纹检测，如果按照检测器⼯作原理来分类，就会有漏磁检测、超声波检测和涡流检测等。

⽬前国内管道上普遍进⾏的是⼏何检测和漏磁检测。

顾名思义，⼏何检测就是检测管道是否发⽣变形，漏磁检测则是利⽤磁化的钢制管道在⾮均质点会发⽣磁通量变化的原理来检测管道的⾦属损失点和“三通”等特征点。

⽬前最先进的漏磁内检测器为“三轴⾼清”漏磁检测器，在国内管道上也有⼤范围应⽤。

内检测器的照⽚如下：图2：⼏何变形检测器图3：超声检测器图4：超⾼清漏磁检测器下⾯以某成品油管道内检测⼯作为例对内检测流程进⾏介绍。

该成品油管道内检测⼯作有三个阶段：⼀是常规清管，通常使⽤软体清管器、⽪碗清管器、磁⼒清管器、测径清管器完成，⽬的是清除管内杂质、⽔及硫酸根还原菌（厌氧菌）等，减缓管道内腐蚀，降低管道阻⼒，初步评估⼏何检测器能否顺利通过。

⼆是⼏何检测，除上⾯说的检查管道存在变形和椭圆度，还有就是检测评估漏测检测器能否顺利通过。

三是“漏磁检测”，主要是查找管道⾦属损失缺陷、焊接缺陷、盗油阀等。

现场内检测⼯作完成后，进⼊以下⼯作流程：对海量数据进⾏分析；出具初步报告，查找重⼤缺陷；出具正式报告，开挖验证；管道缺陷评价，制定修复计划；制定修复⽅案，完成缺陷修复，消除管道本体隐患。

漏磁内检测技术在成品油管道盗油孔

图1 焊接式盗油孔照片
漏磁内检测的技术原理
漏磁内检器是通过永久磁铁将钢刷放入管道，利用
能中的应用[J].石油石化节能,2019,9(02):50-52+11.
周正权.海洋油田仪器仪表的防腐蚀措施和选型原则,2017,24(06):227.
何小涛,贾明鑫,张允宁,崔继鹏,孙伟俊.海上油田用仪器仪表优选浅析[J].化工设计通讯,2017,43(05):93-94.
王贵中,邓宏,张竹.石油巾帼——王晓华——记“全国巾帼建功标兵”、辽河油田钻采工艺研究院仪器仪表所党支部书记兼副所长王晓华[J].中国石油企业,2007(03):104-108.
中国设备工程 2023.01 （上）
图2 漏磁检测的原理图
3 盗油孔漏磁信号特征
通过牵拉试验，可以准确判断盗油孔的漏磁信号特征，因此，在一根管径219管道上，模拟盗油孔特征，做了4个模拟盗油孔（如图3所示），其对应的Y轴漏磁信号特征如图4所示，可以看出，Y轴信号特征呈“M”型，即先增大后减小再增大，这是因为盗油孔一般是一根钢管短节或一个小球阀，其中心是空心的，但是管体或阀体是焊接在主管道上的，因此，其漏磁信号特征分为两个部分：一部分是由于外部的金属对其增加信号，其实际的特征是外部的短管管体或者外部阀体；另一部分是由于内部的金属损失形成的信号，其实际特征是管。

高清晰度三轴管道内检测器漏磁数据采集系统

ｔｅｓｂｌｔｆｔｅｓｓｅｈｅｆａｉｉｉｙｏｈｙｔｍ．
Ｋｅｏｄ：ｍｇｅｉｆｘｌｋｇ（Ｆ）ｎｐｃｏ；ｌｓｎｏ；ＭＣＦＧＰ一０ｙｗｒｓａｔｕａａｅＭＬｉｓｅｔｎＨａｅｓｒｎｃｌｅｉｌＵ；ＰＡ；Ｃ１４０引言
Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ａｉｎｇａｈｈｒｃｍｉｇｏｆｎｔｏｆｔａｔｏａｐｌｎｎｓｅｔｏｏｌｉｔｈｇｎｕｈａｄａａｍｉｔｔｅｓｏｔｏｎｆｄｅｉｉｉｎｏｒｄｉｎｌｐｉｅｉｅｉｐｃｉｎｔｏｓｎｏｉｈｅｏｇｉｔ
）．
（）２
其中， Ⅳ为某缺陷影响的通道数；。为中心通道轴向Ａ
信号幅值；Ａ为第四条通道轴向信号幅值。
漏磁信号的幅值在其他变量恒定的前提下，与缺陷深度呈近线性关系。检测３个维度上的漏磁信号的幅值，能
够更加精确地实现对缺陷深度的判断。漏磁信号幅值与缺
陷的宽度呈正比，与缺陷的长度呈反比，与缺陷的面积呈正比，利用这些关系和某些参数，通过试验得出孤立缺陷的实际深度经验公式，于不同管径的漏磁信号，对公式的系数会
有所变化，公式（）示如３所
（轴向信号ａ）
ｆ１ｘａｓｎｌａｉ１ｉａａｇ
，
ａｑｉｔｎｓｓｍｏｒｅａｉｍａｎｔｕａａｅＭＬｉｐｃｏｏｌｉｉｅｎｔｎｉｉｔｄｃｄｃｕｓｉｙｔｆｈｅ—ｘｇｅｃｆｘｌｋｇ（Ｆ）ｎｅｔｎｔｔｈｈｄｆｉｏｓｎｒｕｅ．ｉｏｅｔｓｉｌｅｓｉｏｗｈ【ｇｉｉｏ

漏磁内检测技术在集输管道检测中的应用

漏磁内检测技术在集输管道检测中的应用摘要：管道内检测不仅能清洁管道，提高输送效率和减少腐蚀性介质，而且还能有效地检出管道缺陷。

目前常采用的超声内检测检测精度高，但对管壁清洁度要求较高、需要耦合剂等，不适用于集输输气管道；电磁超声内检测检测精度高、检测缺陷类别多，不需要耦合剂，但国内应用较少且费用较高；CCTV摄像技术能通过图像信息识别缺陷，但不能对缺陷量化，只能识别内壁缺陷且易漏检；涡流内检测检测速度快，适应工况强，对表面缺陷检测灵敏度高，但是国内技术尚不成熟，量化精度相对不高，且对管道深层缺陷和外壁缺陷不敏感。

基于此，对漏磁内检测技术在集输管道检测中的应用进行研究，以供参考。

关键词：漏磁内检测；集输管道；分析引言2011年以来新建的高钢级油气管道，尤其是口径较大的输气管道，相继出现环焊缝失效事件，失效类型以开裂为主，因此环焊缝裂纹缺陷检测是天然气管道内检测的重点。

此外，随着管道口径、壁厚、管材等级的不断提高，对管道内检测技术也提出了更高的要求，内检测器的尺寸越大，自重越大，对其在管道中运行稳定性影响越大，可能引起局部速度波动，不同位置探头提离值不一致，进而影响缺陷检出概率和尺寸量化精度。

1管道漏磁内检测技术管道漏磁内检测技术利用漏磁内检测器上安装的强磁铁对管道壁进行饱和磁化，在管壁与漏磁内检测器之间形成磁回路，空气中的磁场信息被霍尔传感器接收，经过一系列转化生成可判读的漏磁内检测数据。

当管壁发生变化，如出现增厚、减薄、缺失等情况时，传感器接收到的磁场信息会发生变化，对应的漏磁内检测数据也会发生变化，据此判断缺陷及异常情况。

管道环焊缝由人工焊接而成，不同位置的增厚减薄情况不一致，因此漏磁信号极不规则。

2检测原理漏磁内检测技术是最早引入油气管道检测研究的一种技术，也是应用最广泛、技术最成熟的管体缺陷检测技术。

漏磁内检测的技术原理是通过测量被磁化的铁磁材料表面漏磁通量的大小来判断被测工件的缺陷程度。

管道漏磁内检测器技术

管道漏磁内检测技术
前言
国家标准规定的管道设计寿命为20年，随着服役时间的增长，因管道材质问题或施工（一些管线施工标准不高）、腐蚀和外力作用造成的损伤，使管道状况逐渐恶化，潜在危险很大。
我国开始实施的“石油天然气管道安全规程” 规定，对管道外部检测一年至少一次，全面检查每五年进行一次。
管道漏磁内检测技术
中国石油所属管道占比约69%；中石化所属管道占比约8%；中海油所属管道占比约7%；其它公司约16%。
管道漏磁内检测技术
前言随着中俄东线天然气管道试验段、西三线中卫靖边联络线、陕京四线天然气管道等天然气管道的陆续建设以及进口天然气管道陆续开通，国家基干管网基本形成，部分区域性天然气管网逐步完善，“西气东输、北气南下、海气登陆、就近外供”的供气格局已经形成，互联互通相关工作正在全面开展。
管道漏磁内检测技术
管道漏磁内检测技术
管道漏磁内检测技术
前言
石油天然气的管道运输是世界五大运输产业之一，具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低等优点，对国民经济起着非常重要的作用，被称为 “能源血脉”。
截止目前，全球再役油气管道数量约3800条，总里程约1961300km，其中天然气管道约为1273600km，占管道总里程的64.9%；原油管道、成品油管道、液化石油气管道分别约为363300km、248600km、75800km。
二、漏磁内检测系统的组内外时间同步标定（3）检测器里程轮记录三者共同参与，完成管道特征和各种缺陷位置的确定。
二、漏磁内检测系统的组成
3.数据分析系统
由数据格式处理软件、人工判读和管理软件组成。软件将管道内检测过程中采集到的漏磁检测探头信号数据、里程轮数据，时钟方位数据，描绘成曲线图，数据分析人员可直观地通过曲线图查看各种管道特征和管道缺陷，并通过曲线的描述的长、宽、幅值等来描述管道损失的程度。通过里程显示判定管道特征及缺陷所在的位置，作为检测或评估管道寿命的依据。

油气管道三轴高清漏磁内检测机器人设计验证

㊀２０２０年㊀第１２期仪表技术与传感器Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ㊀Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ㊀ａｎｄ㊀Ｓｅｎｓｏｒ２０２０㊀Ｎｏ．１２㊀收稿日期：２０１８－１２－１２油气管道三轴高清漏磁内检测机器人设计验证郭晓婷，杨㊀亮，宋云鹏，诸海博，宋华东，王宇楠，徐春风（沈阳仪表科学研究院有限公司，辽宁沈阳㊀１１００４３）㊀㊀摘要：腐蚀㊁裂纹㊁焊缝㊁机械损伤等各种缺陷是造成油气管道泄漏事故主要原因㊂为保障管道安全运行，最可行的解决方案是定期进行管道内检测㊂三轴高清漏磁内检测机器人在检测能力和置信度水平等多方面优于传统单轴漏磁内检测器㊂文中介绍了三轴高清漏磁内检测机器人ＨＢ－ＩＭ－２７３的结构及功能，该检测器主体由漏磁测量节㊁数据采集舱及电池舱组成，通过不同速度（０．５３ｍ／ｓ）管道牵拉实验验证设备整体可靠性较好，并可识别多种管道缺陷㊂关键词：管道内检测；三轴；漏磁；机器人；牵拉实验；缺陷识别中图分类号：ＴＧ１１５㊀㊀㊀文献标识码：Ａ㊀㊀㊀文章编号：１００２－１８４１（２０２０）１２－００５３－０５ＤｅｓｉｇｎａｎｄＶａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆＴｈｒｅｅ⁃ａｘｉｓＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＭａｇｎｅｔｉｃＦｌｕｘＬｅａｋａｇｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＲｏｂｏｔｆｏｒＯｉｌａｎｄＧａｓＰｉｐｅｌｉｎｅｓＧＵＯＸｉａｏ⁃ｔｉｎｇ，ＹＡＮＧＬｉａｎｇ，ＳＯＮＧＹｕｎ⁃ｐｅｎｇ，ＺＨＵＨａｉ⁃ｂｏ，ＳＯＮＧＨｕａ⁃ｄｏｎｇ，ＷＡＮＧＹｕ⁃ｎａｎ，ＸＵＣｈｕｎ⁃ｆｅｎｇ（ＳｈｅｎｙａｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００４３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｉｌａｎｄｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｌｅａｋａｇｅａｃｃｉｄｅｎｔｓｆｒｏｍｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｏｖｅｒｓｅａｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｔｈｒｅａｔｅｎｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｗｅｒｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｓ，ｃｒａｃｋｓ，ｗｅｌｄｊｏｉｎｔｓａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄａｍａｇｅｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｏｉｌａｎｄｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｓ，ｔｈｅｍｏｓｔｆｅａｓｉｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗｈｉｃｈｗａｓｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｌｙｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄｗａｓｔｏｃｏｎｄｕｃｔｒｅｇｕｌａｒｐｉｐｅ⁃ｌｉｎｅｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ．Ｉｎｍａｎｙｒｅｓｐｅｃｔｓ，ｓｕｃｈａｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅｌｅｖｅｌ，ｔｈｅｔｈｒｅｅ⁃ａｘｉｓｈｉｇｈｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅｄｅｔｅｃｔｏｒｗａｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｉｎｇｌｅ⁃ａｘｉｓｄｅｔｅｃｔｏｒ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆａｔｈｒｅｅ⁃ａｘｉｓｈｉｇｈｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎｍａｇ⁃ｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｒｏｂｏｔｎａｍｅｄＨＢ－ＩＭ－２７３ｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙｏｕｒｓｅｌｖｅｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏｂｏｔｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｔｒａｃｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎａｐｉｐｅｌｉｎｅａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｐｅｅｄｓ（０．５３ｍ／ｓ），ｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆａｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅｍｅａｓｕｒｅ⁃ｍｅｎｔｓｅｃｔｉｏｎ，ａｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｂｉｎａｎｄａｂａｔｔｅｒｙｃａｂｉｎ．Ｔｈｅｒｏｂｏｔｃｏｕｌｄａｌｓｏｉｄｅｎｔｉｆｙａｖａｒｉｅｔｙｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｄｅｆｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｉｐｅｌｉｎｅｉｎｔｅｒｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｔｈｒｅｅａｘｉｓ；ｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅ；ｒｏｂｏｔ；ｔｒａｃｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｄｅｆｅｃｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ０㊀引言各种油气管道由于长时间运行和其他各种原因会产生腐蚀㊁裂纹等缺陷，导致其内部运输介质泄漏事故，对环境与安全造成影响㊂为保证油气管道的安全运行，智能内检测技术是管道安全的有效手段［１－３］㊂漏磁检测技术是目前应用广泛㊁技术成熟的一种油气管道智能检测技术㊂检测器上装有强磁铁用以磁化管壁，并在管壁中产生磁场，安装在智能检测器上的漏磁传感器可检测到管壁内的磁场分布及其变化信号，可检测出管道缺陷（如管壁腐蚀㊁外接金属物及焊缝等），漏磁检测的精度与传感器的精度与数量有关［４－６］㊂本文介绍了一种油气管道三轴高清漏磁内检测器ＨＢ－ＩＭ－２７３，该检测器主体由漏磁测量节㊁数据采集舱及电池舱组成㊂通过牵拉实验测试该检测器功能及可靠性，并将管道实际缺陷与测量信号进行了对比分析㊂１㊀油气管道漏磁内检测原理１．１㊀漏磁检测原理漏磁检测原理如图１所示㊂当铁磁性材料在磁场中被磁化时，材料表面或近表面存在的缺陷或组织状态变化会使导磁率发生变化，即磁阻增大，使磁路中的磁通量发生相应的畸变，除了一部分磁通直接穿越缺陷或在材料内部绕过缺陷以外，还有一部分磁通会离开材料表面，通过空气绕过缺陷后再进入材料，从而在材料表面缺陷处形成漏磁场㊂利用磁敏探头探查漏磁通的存在，采集漏磁信号，通过对信号的分析即可确定管道壁的受损情况，因而称为漏磁检测㊂其检测的穿透性较强，对结构内部的缺陷有较高的灵敏度与响应［７－９］㊂１．２㊀油气管道漏磁内检测器油气管道漏磁内检测器结构示意图如图２所示，由测量节㊁数据采集舱及电源舱组成㊂励磁装置及三轴高清数字传感器探头安装在测量节，用于磁化管壁与测量漏磁信号㊂数据采集舱内部装有控制及采集电路，负责控制漏磁探头的数据采集过程以及测量数㊀㊀㊀㊀㊀５４㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＤｅｃ．２０２０㊀图１㊀漏磁检测原理图２㊀管道漏磁内检测器结构示意图据的预处理和存储，是内检测的核心㊂电池舱为内检测器提供电源，保证内检测器在管道内部运行过程中正常运转［１０－１１］㊂１．３㊀三轴漏磁检测原理管道内三轴示意图如图３所示㊂图３㊀管道内三轴示意图三轴漏磁内检测器工作原理与传统单轴漏磁内检测器基本相同，其区别是三轴漏磁内检测器在一个传感器内轴向正交布置了３个霍尔传感器，分别测量管道轴向㊁周向及径向的磁通量变化情况㊂因此，这种多维数据综合反应了管道内部缺陷的尺寸特征，提高了不同类型缺陷的探测能力和缺陷尺寸的测量精度［１２］㊂１．４㊀三轴漏磁信号图４为４０ｍｍˑ４０ｍｍˑ０．８ｍｍ矩形缺陷的三轴漏磁信号二维曲线图㊂可以看出，漏磁场的轴向分量关于纵轴对称；径向分量关于原点对称，且在靠近原点两侧各有一个大小相等㊁方向相反的极值㊂研究表明：轴向㊁径向和周向信号的幅值表示缺陷的深度信息；三轴信号的跨度表示缺陷的长度信息；信号的条带数表示缺陷的宽度信息［１３－１５］㊂２㊀漏磁内检测机器人设备２．１㊀机器人整机２７３管径三轴高清漏磁内检测机器人设备主要由漏磁测量节㊁数据采集舱及电池舱组成，如图５所示，图５中１Ｇｓ＝１０－４Ｔ㊂漏磁测量节由２４个漏磁探头组成，每个探头内封装有４组三轴漏磁传感器㊂因此，整（ａ）轴向（ｂ）径向（ｃ）周向图４㊀矩形缺陷的三轴漏磁信号图５㊀三轴高清漏磁内检测机器人个圆周上每个轴向上有９６个传感器，平均３．７５ʎ分布１个漏磁传感器㊂２．２㊀磁路系统结构该设备磁路系统如图６所示，由钢刷㊁磁铁㊁磁轭㊁探头㊁探头座组成㊂磁铁通过钢刷导磁，以磁化管壁㊂探头通过探头座固定于磁轭上㊂探头与管壁贴合，可测量管壁内外有无缺陷情况㊂２．３㊀探头内部结构漏磁复合传感器探头组成结构如图７所示㊂三轴漏磁传感器经过Ｉ２Ｃ通讯协议传输到ＡＲＭ－ＳＴＭ３２控制探头系统㊂利用ＰＣＢ打印涡流传感器线圈，代替传㊀㊀㊀㊀㊀第１２期郭晓婷等：油气管道三轴高清漏磁内检测机器人设计验证５５㊀㊀图６㊀磁路系统结构图７㊀复合传感器探头结构框图统的手工缠绕线圈，减少了线圈体积空间，增强了线圈的稳定性及不易损性㊂涡流线圈经过控制系统提供的激励，检测的信号经过涡流线圈接收电路进行接收，通过ＳＰＩ协议传输给ＡＲＭ－ＳＴＭ３２控制探头系统㊂由控制系统进行采集和存储后，经过数据输出驱动器传输到１．５ｍ外的数据采集系统㊂２．４㊀数据采集及存储系统涡流线圈经过激励后，通过涡流传感器线圈接收电路对其信号进行接收，接收电路图如图８所示㊂图８㊀涡流传感器线圈接收电路结构图线圈的两端分别接入ＩＮＡ㊁ＩＮＢ信号端，电路处理过程中，由ＬＣ振荡激励电路为涡流传感器线圈提供激励电压㊁激励频率等参数，当涡流传感器线圈检测到管壁内壁缺陷时，发生阻抗变化，由电感值测量电路检测到电感值，经过寄存器和逻辑处理器处理后，进行阈值比较，转成ＳＰＩ通讯协议输出信号，从而判断管壁的缺陷情况㊂图９为数据采集存储结构㊂由ＳＰＩ通讯协议输出的ＣＳＢ㊁ＳＣＬＫ㊁ＳＤＩ㊁ＳＤＯ信号经过传输线传输到单片机采集系统，单片机主控选图９㊀数据采集存储结构图择ＡＲＭ－ＳＴＭ３２系列芯片㊂其中，ＣＬＫＩＮ表示外部时基时钟输入，ＣＬＤＯ外接一个１５ｎＦ电容从引脚连接到ＧＮＤ，ＣＳＢ表示可以将多个通道连接在相同的ＳＰＩ总线上，ＳＣＬＫ表示ＳＰＩ通讯协议时钟输入，ＳＤＩ表示ＳＰＩ数据输入连接到ＳＰＩ主机的ＭＯＳＩ，ＳＤＯ表示ＳＰＩ数据输出连接到ＳＰＩ主机的ＭＩＳＯ㊂传感器检测数据经过ＳＰＩ协议，传输到ＡＲＭ－ＳＴＭ３２控制探头系统，系统中包含高精度时钟模块㊁稳压电源模块㊁存储模块㊁总线协议模块㊁ＦＡＴＦＳ文件管理模块对传感器数据进行采集和存储，并通过显示模块显示当前输出信号㊂３㊀漏磁内检测机器人现场测试及数据分析３．１㊀现场牵拉实验为验证设备可靠性与功能完整性，进行设备投产前牵拉实验㊂该设备牵拉前后状态如图１０所示㊂在不同速率下（０．５３ｍ／ｓ），共在管道内牵拉１２次，总运行里程约１ｋｍ㊂实验完成后，该设备整体结构完好㊂（ａ）牵拉实验前（ｂ）牵拉实验后图１０㊀现场牵拉实验前后检测器状态图㊀㊀㊀㊀㊀５６㊀ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒＤｅｃ．２０２０㊀３．２㊀采集数据分析图１１图１３分别为管道焊缝㊁外加金属及金属缺失实物图及检测器采集到的三轴漏磁信号曲线㊂由（ａ）管道焊缝实物图（ｂ）周向管道焊缝（ｃ）轴向管道焊缝（ｄ）径向管道焊缝图１１㊀管道焊缝与三轴数据分量图图中可以看出，检测器对管道焊缝㊁外加金属及金属缺失检出效果明显㊂焊缝与金属增加曲线信号变化方向相同，而与金属缺失信号曲线方向相反㊂根据曲线变化情况可分辨缺陷类型㊂（ａ）管道外加金属实物图（ｂ）周向信号管道外加金属（ｃ）轴向信号管道外加金属（ｄ）径向信号管道外加金属图１２㊀管道外加金属与三轴数据分量图㊀㊀㊀㊀㊀第１２期郭晓婷等：油气管道三轴高清漏磁内检测机器人设计验证５７㊀㊀（ａ）管道金属缺失实物图（ｂ）周向信号金属缺失（ｃ）轴向信号金属缺失（ｄ）径向信号金属缺失图１３㊀管道金属缺失与三轴数据分量图４㊀结论本文研发的油气管道三轴高清漏磁内检测器ＨＢ－ＩＭ－２７３，主体由漏磁测量节㊁数据采集舱及电池舱组成㊂通过牵拉实验测试该检测器功能及可靠性，并将管道实际缺陷与测量信号进行了对比分析，得到以下结论：经过不同速度条件下（０．５３ｍ／ｓ）牵拉实验检验，设备整体可靠性较好；三轴传感器能够明确分辨出各种类型管道缺陷，包括焊缝㊁外加金属㊁金属缺失等㊂参考文献：［１］㊀鲍庆军，帅健．油气管道内检测技术研究进展［Ｊ］．当代化工，２０１７，４６（２）：２９８－３０１．［２］㊀ＨＵＡＮＧＫ．３⁃Ｄｄｅｆｅｃｔｐｒｏｆｉｌｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｒｏｍｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅｓｉｇｎａｔｕｒｅｓｕｓｉｎｇｗａｖｅｌｅｔｂａｓｉｓｆｕｎｃｔｉｏｎｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｄ］．Ａｍｅｓ：ＩｏｗａＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０００．［３］㊀杨理践，沈博，高松巍．应用于管道内检测器的管道地理坐标测量方法［Ｊ］．仪表技术与传感器，２０１３（１１）：８４－８７．［４］㊀刘刚．管道漏磁内检测关键技术问题研究［Ｄ］．沈阳：沈阳工业大学，２０１０．［５］㊀吴欣怡，赵伟，黄松岭．基于漏磁检测的缺陷量化方法［Ｊ］．电测与仪表，２００８，４５（５）：２４－２６；４１．［６］㊀杨理践，耿浩，高松巍．长输油气管道漏磁内检测技术［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１６，３７（８）：１７３６－１７４６．［７］㊀冯庆善，张海亮，王春明，等．三轴高清漏磁检测技术优势及应用现状［Ｊ］．油气储运，２０１６，３５（１０）：１０５０－１０５４．［８］㊀杨理践，邢磊，高松巍．三轴漏磁缺陷检测技术［Ｊ］．无损探伤，２０１３，３７（１）：９－１２．［９］㊀廖肖晓，周绍骑，刘胜群．三轴交流漏磁检测的有限元仿真［Ｊ］．自动化与仪器仪表，２０１５（９）：１４－１８．［１０］㊀白港生，徐志，吴楠勋．三轴高清晰度漏磁腐蚀检测器的研制［Ｊ］．石油机械，２０１４，４２（１０）：１０３－１０６．［１１］㊀单少卿，陈世利，靳世久，等．高清晰度三轴管道内检测器漏磁数据采集系统［Ｊ］．传感器与微系统，２０１２，３１（５）：１１８－１２１．［１２］㊀王富祥，冯庆善，张海亮，等．基于三轴漏磁内检测技术的管道特征识别［Ｊ］．无损检测，２０１１，３３（１）：７９－８４．［１３］㊀丁战武，何仁洋，刘忠．管道漏磁检测缺陷信号的仿真分析与量化模型［Ｊ］．无损检测，２０１３，３５（３）：３０－３３．［１４］㊀吴德会，刘志天，苏令锌．双传感器差分峰值侦测的漏磁检测新方法［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１６，３７（６）：１２１８－１２２５．［１５］㊀刘金海，付明芮，唐建华．基于漏磁内检测的缺陷识别方法［Ｊ］．仪器仪表学报，２０１６，３７（１１）：２５７２－２５８１．作者简介：郭晓婷（１９８７），工程师，硕士，主要研究方向为管道内无损检测技术研究㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｔｉｎｇｔｉｎｇ０９２４＠１６３．ｃｏｍ杨亮（１９８５），工程师，博士研究生，主要研究方向为管道检测技术研究及相关设备研发㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｙａｎｇｌｉａｎｇ８５０２２３＠１６３．ｃｏｍ。

漏磁管道内检测器速度效应的理论研究

漏磁管道内检测器速度效应的理论研究作者：许璐璐王嘉姜福锟来源：《科技视界》 2014年第4期许璐璐王嘉姜福锟(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳 110870)【摘要】管道漏磁内检测针对速度效应问题，会产生不同的现象，为确定这种现象在管道中的传播特性，通过ANSYS有限元仿真对实际管道模型进行建模分析，验证了内检测器的速度效应对实际检测结果的影响。

【关键词】速度效应；漏磁检测；有限元仿真随着经济的发展，能源运输对国家经济的影响显得尤为重要。

由于管道输送具有成本低、节省能源、安全性高及供给稳定等优点，管道运输在世界范围内迅速发展，已成为现代社会不可缺少的组成部分[1]。

管道是现行的五大运输工具之一，其在运送液体、气体、浆液等方面具有特殊的优势，尤其在石油化工及天然气运输等产业中具有不可替代的作用[2]。

据估算，现在世界上的石油和天然气资源至少能够维持到2050年，在这些宝贵资源耗尽前，管道将一直是最重要、最可靠的石油和天然气资源的传输介质。

1 漏磁管道内检测器的基本原理1.1 磁学理论研究技术磁化阐述的是关于铁磁质在整个磁化过程中磁化行为的机理，即阐明了在外磁场作用下，磁畴是通过何种机制逐渐趋向外磁场方向的[2]。

技术磁化的过程可分为三个阶段：起始磁化阶段，急剧磁化阶段以及缓慢磁化并趋于磁饱和阶段。

2 仿真与结果分析上个世纪中后期，美国匹兹堡大学教授约翰斯万森博士带领由他创立的美国SASI公司的科研人员，历经多年的苦心研究，最终开发出了在国际上具有重大影响的ANSYS有限元分析软件，并成立了ANSYS公司。

ANSYS有限元分析软件具有通用性、开放性、有效性等特点，它的计算方法和技术也具有先进性。

ANSYS有限元分析软件的应用领域非常广泛，在石油化工、汽车造船、军工能源、航空航天、生物医学、工程建筑、机械电子等领域都有其应用的空间。

ANSYS软件中包含了专门针对电场、磁场、声场、耦合场、流体场等进行分析的功能和算法，其功能相当强大。

管道内检测方案

中海油海底管线内管检测方案中国石化集团胜利石油管理局海上石油工程技术检验中心2014年7月目录1、海检中心介绍 (1)2、管线内检测的必要性 (4)3、检测依据 (9)4、项目准备 (10)5、管线情况调查 (13)8、清管 (15)9、管道几何检测 (16)10、漏磁检测 (19)11、检测报告 (23)12、质量目标及保证措施 (27)13、应急预案 (31)附件一：海检中心主要资质 (32)附件二、卡球风险控制 (38)附件三、卡球应急程序流程图 (39)1、海检中心介绍1.1单位简介“中国石化集团海上石油工程技术检验中心”（简称“海检中心”）成立于1999年，业务上受中国石化集团公司安全环保局和科技开发部管理，具有国家安全生产监督管理总局颁发的“海洋石油生产设施（浅海）发证检验机构”资质、“海洋石油天然气专业设备检验检测机构”资质，与中国船级社（简称“CCS”）同为国内仅有的两家发证检验机构之一，也是石油石化行业唯一一家具有发证检验资质的单位。

同时具有国家质量监督检验检疫总局颁发的“无损检测机构A级”资质，国家建设部颁发的无损检测工程专业承包壹级资质，是中国石化集团唯一一家A级资质无损检测机构，迈入全国检测行业20强行列。

1.2资质介绍1.2.1发证检验资质2009年12月，海检中心顺利通过国家安监总局专家组审查，获得国家安监总局颁发的“海洋石油生产设施（浅海）发证检验机构”资质，从此海检中心资质业务范围由滩海陆岸延伸到浅海海洋。

业务范围包括：可以完成以下设施的设计审查、安全专篇审查、设计图纸和资料的审查校核、施工方案的审查，对以下设施的建设过程进行检验，对设施整个寿命周期进行作业中定期检验。

1)人工岛；2)滩海陆岸油气生产设施；3)固定平台；4)海底管线；5)海底电缆；6)海上作业设施油气工艺系统。

对用于以上设施上的工程材料、钻井和修井设备、采油设备、锅炉和压力容器、火灾和可燃气体探测装置、安全阀、消防器材、钢丝绳等系物及被系物、电器仪表等设备进行认可。

长输管道漏磁内检测缺陷识别方法

长输管道漏磁内检测缺陷识别方法摘要：我们针对管道漏磁内检的缺陷识别问题，提出了一种基于阈值分析的方法来对漏磁检测数据的处理，生成了一系列的漏磁检测曲线，这样更有利于图像的识别，我们利用相关软件在识别过程中产生了一条竖直的线来进行定位，环形焊缝在识别螺旋焊缝时，以圆点的形式产生斜线定位螺旋焊缝，实现了焊缝的自动化识别。

在进行识别的过程中，我们用三线表来进行了缺陷位置的标注，对于不同的漏磁检测数据进行了多次的识别之后，表明这种方法的识别率是比较高的。

关键词：漏磁内检测，漏磁检测曲线，缺陷识别，数据分析管道的腐蚀主要是造成管道泄漏的主要问题，然而漏磁内检测技术主要是因为管道内部的环境要求不够高，不需要耦合剂等优点，这就成为了目前比较成熟的检测手段之一，目前我们所常用的识别方法有，优化方法中的逐次逼近法，还有多元统计法以及神经网络法。

我们主要通过对于漏磁检测数据的处理，还有分析利用相关软件对转化成的数组形式的漏磁检测数据来进行操作，形成了管道漏磁曲线，找到了相应的位置，通过判断满足了相应的条件。

一、管道漏磁内检测基本原理1.1、漏磁检测原理如果管壁中存在着缺陷的话，磁导率就会发生变化，整个磁路中的磁通发生畸形现象，这样就会改变整个途径，有部分的磁通会离开管壁，这样空气就会作为介质来绕过缺陷，在管壁的表面形成一个漏磁场。

漏磁通被磁敏感器所捕捉之后，形成了相应的感应信号，缺陷漏磁信号中所含有的缺陷信息可以对信号进行分析，判断出缺陷是否超标。

1.2、管道漏磁内检测器漏磁检测器主要有测量节，计算机节和电池节三部分组成。

测量节装有励磁装置和传感器测量信号，计算机节是非常重要的一个主要核心，主要负责测量的过程控制和数据的处理以及储存，电池节部分是为整个装置在管道中的长时间工作提供一个充足的电。

漏磁检测器的磁铁将磁通引入管壁之后，检测器在管内行走的过程中，如果没有发现缺陷，则磁力线在管壁内分布，如果管道内外都有缺陷，则会有一部分的磁力线泄露到管壁外发生变形现象。

水管漏水检测器的工作原理

水管漏水检测器的工作原理水管漏水检测器是一种重要的设备，用于及时发现和定位水管的漏水问题。

下面我们将详细介绍水管漏水检测器的工作原理。

水管漏水检测器是一种基于物理原理和电子技术的设备，它能够通过感应技术探测到水管漏水的状态，并通过报警装置提醒用户。

水管漏水检测器主要由探头、采集模块、处理模块和报警装置等组成。

首先是水管漏水探头。

探头通常由金属或者塑料材质制成，具有一定的弹性，可以方便地插入到需要检测的水管中。

在探头的两端有两个金属触点，用来感应水管中的液体状态，并将感应信号传递给采集模块。

接下来是采集模块。

采集模块主要负责接收探头发送的信号，并将其转换成数字信号，然后发送给处理模块进行处理。

采集模块通常包括放大器、滤波器、ADC模块和通信模块等。

其中，放大器负责放大信号的强度，滤波器用于去除杂散信号，ADC模块将模拟信号转换成数字信号，通信模块可以将处理后的数据传递给用户或者其他设备。

处理模块是水管漏水检测器的核心部分。

它接收来自采集模块的信号，并通过一系列算法进行处理。

首先，处理模块通过对信号进行频率、幅度等特征分析，判断水管中的液体状态。

当水管正常没有漏水时，探头感应到水管中的液体是稳定的，信号的频率和幅度都比较固定；而当水管发生漏水时，液体的状态会发生变化，信号的频率和幅度也会发生相应的变化。

通过对比信号的特征，处理模块可以准确地判断水管是否发生漏水。

当处理模块判断出水管发生漏水时，会触发报警装置。

报警装置可以通过声光信号和无线通信等方式提醒用户。

一般来说，报警装置会发出声音和闪烁的信号，以吸引用户的注意，同时也可以通过无线通信将报警信息传递给用户手机或其他智能设备。

总的来说，水管漏水检测器通过感应技术检测水管中的液体状态，通过电子技术将信号进行采集和处理，最终通过报警装置提醒用户。

它可以实时监测水管的状态，及时发现和定位漏水问题，以避免水资源的浪费和房屋的损害，具有非常重要的应用价值。

水管漏水检测器是现代家庭和商业建筑中常用的一种设备，其作用是实时监测水管的状态，及时发现和定位漏水问题。

Φ1016油气管道三维漏磁动磁内检测设备工业示范应用

第34卷第$期机电产品开发与创新Vol.34,No.1 2021年1月Development&Innovation of Machinery&Electrical Products J/n.,2021文章编号：1002-6673(2021)01-080-04①1016油气管道三维漏磁/动磁内检测设备工业示范应用付大为!!马强",郭饈!!胡铁华1(1.机械科学研究总院集团有限公司，北京100044；2国家管网集团河北建投天然气发展有限责任公司，河北石家庄050001)摘要：①1016油气管道是我国现有建成的大口径、高压、大排量、高强钢的主要干线管道，其安全隐患日益突出，尤其是环焊缝问题&本文作为国家“十三五”重点研发计划项目的研究成果之一，针对此类问题开展了三维漏磁/动磁检测方法研究，并在完成原型机实验及牵拉场测试基础上，开展了工业现场示范&该工业示范经过初步检测数据分析及开挖验证，验证结果符合实际工程需要&关键词：油气管道；三维漏磁(动磁(金属损失(裂纹(內检测；工业示范中图分类号：TE973；TE88文献标识码：A doi:10.3969/j.iss4.1002-6673.2021.01.026Industrial Demonstration and Application of3D MFL/Dynamic Magnet In-line Inspection ToolsCustomized for!1016Oil and Gas PipelineFUDa-Wei1,MA Qiang1,GUO Xian1,HU Tie-Hu($(1.China Academy of Machinery Science and Technology Group Co.,Ltd.,Beijing100044,China；2.Hebei Natural Gas Construction and Investment Development Co.,Ltd., National Petroleum andNatural Gas Pipe Network Group Co.,Ltd(PipeChina),Shijiazhuang Hebei050001, China)Abstract:①1016oil and gas pipelines are the main trunk lines constructed and operated in China in recent years,with the feature of large diameter,high pressure,high flow rate and high-strength steel.The potential safety hazards of this pipeline are getting more and more prominent as well,especially the girth welds problems.As one of the research findings of"National Key Research and Development Project in the13th Five-Year Plan",this paper discusses the method of3D MFL/dynamic magnet in-line inspection tool,the sample machine of this type of inspection tool,how it performs during the pull-through test,and the subsequent on-site industrial demonstration.Based on the preliminary test data analysis and verification dig,the industrial demonstration practice turned out to be a conforming one as the inspection results have met the actual engineering needs.Keywords:Oil and gas pipeline；3D MFL；Dynamic magnet；Metal loss；Crack；in-line inspection；Industrial demonstration0引言油气管道作为油气储运重要基础设施，其安全备受社会关注'近年来以高强钢、大管径、高压力、大排量为主的工程建设越来越多％尤其是已建成的大管道!1016有：西气东输一线、川气东送、中缅管道、陕京三线、秦沈、中贵及各种联络线,!1016管道已经成为我国天然气输送的主要管道。

管道漏磁内检测内外伤判别方法研究

管道漏磁内检测内外伤判别方法研究管道漏磁内检测中，传感器测得的相同尺寸的内外缺陷漏磁信号，除了峰值不同外，没有本质区别，因此有必要采用直接的、物理的方法去实现内外伤的区分。

标签：漏磁检测；无损检测；有限元；缺陷；内伤；外伤目前的管道漏磁内检测设备，主要采取饱和漏磁场理论下的检测方法，造成检测设备结构笨重、通过能力低、易发生卡堵等现象，而且检测过程繁琐。

因此适时提出内检测设备结构改造和方法改进方案，以优化漏磁内检测器的检测能力。

1 剩磁扰动内外伤判别原理将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。

以管壁上的不连续也即缺陷作为扰动源，获取该扰动源所形成磁场扰动并被观察出。

将导磁体靠近被磁化的管壁时，建立磁相互作用，形成磁扰动的环境。

2 ANSYS有限元分析：2.1 缺陷长度小于导磁体长度仿真分析（见图1）50%壁厚内缺陷导磁体2cm磁信号50%壁厚外缺陷导磁体2cm磁信号图12.2 缺陷长度大于导磁体长度仿真分析（见图2）50%壁厚内缺陷导磁体0.5cm磁信号50%壁厚外缺陷导磁体0.5cm磁信号图22.3 缺陷与导磁体等长而内外深不同仿真分析（见图3）2.4 缺陷与导磁体等长而内外深相同仿真分析（见图4）3 结束语基于上述磁扰动现象，可发明一种剩磁扰动内外伤判别方法，通过捕获由管壁上内外缺陷产生的导磁体上的磁扰动信息，可获得主传感器检测的缺陷是内缺陷还是外缺陷的评判依据。

具体工作过程为：剩磁扰动探头随内检测装置，扫查待检管道表面过程中，当内检测装置主传感器采集到漏磁信号时，证明管道有缺陷存在；间隔适当时间（剩磁扰动探头与内检测装置主传感器距离与内检测装置行进速度之比）后，观察剩磁扰动探头测量结果。

如果是内缺陷，会出现剩磁扰动，即剩磁扰动探头线圈上产生电压突变；如果是外缺陷，无剩磁扰动出现，即剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变；如果剩磁扰动探头线圈上不产生电压突变，而内检测装置主传感器没有采集到漏磁信号，则说明管壁上不存在缺陷。

高清晰度漏磁管道内检测器主控系统的设计

摘
要：高清晰度漏磁管道内检测器可以判断出管壁缺陷的特征信息，具有单位时间采集数据量和总采
集数据量大的特点。主控系统作为检测器的核心，主要完成海量数据的传输和存储，其数据传输速率和数据存储容量决定了检测器的性能。设计以Ｐｌ４ｌｓＣＵ主板作为主控系统核心部分，ＦＧＣＯｐｕＰ以ＰＡ作为主控系统辅助部分。其中ＦＧＰＡ完成来自１４４０只传感器数据的接收，Ｃ０ｐｓＣＵ主板通过ＰＩＰ１４ｌＰｕＣ总线接口芯片ＰＩ０４将ＦＧＣ９５ＰＡ接收的数据压缩并储存到固态硬盘中，同时完成检测器调试工作。经验证，该设计的数据传输速度达到２．１ＢｓＯ９／。该设计方案切实可行、Ｍ性能稳定，并满足了设计指标。
ｃｒｆｈｅｃｒｍｓｒｏｔｌｙｔＭＣ）ｍｉｌｆｌｌｅｔｎｍｓｉｎｏａｅｏｉｔａ，ｈｓｏｅｏｅｄｔｔ，ａｔｎｒｓｍ（Ｓａｙｕｆｌｔａｓｉｏａｄｓｒｇｆａｔｗｏｅｔｅｏｅｃｏｓｅｎｉｓｈｒｓｎｔｇｎｄａ
ｃｒｆｔｅｏｅｏｈｍａｔｒｏｔｏｓｓｅ，ａｄＰＧＡａｔａｉａｙｓｅｃｎｒｌｙｔｍｎＦｓｈｅｕｘｌｒｐａｔｉｒ．ＦＰＧＡｉｄｓｇｅｔｒｃｉｅｓｅｉｄｏｅｅｖｄａａ传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｅｈｏｏｉ）ＴａｓｕｅｄＭｉｓｓｍＴｃｎｌｇｓａｒｅｅ
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高清晰度漏磁管道内检测器主控系统的设计

管道漏磁内检测技术

（4）左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并与手掌在同一平面内；让磁感应线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。（电动机原理）用于判定通电导体在磁场中受力方向。
左手只能用来判定力的方向，判定其他的都用右手。
2、法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小与穿过这一电路磁通量的时间变化率成正比。 Δ
描述介质中磁场强弱的物理量称为磁感应强度（又称为磁通密度），用符号B来表示。
磁感应强度单位：在SI单位制中，磁感应强度单位是特斯拉（T）；在CGS单位制中，磁感应强度单位是高斯（Gs）。两种单位的换算关系为：1T = 104Gs，1Gs = 10-4T。磁场强度与磁感应强度的关系：
磁场强度是用单位磁极（N极）在真空介质中受的作用力（包括大小和方向）来表示。磁感应强度是用单位磁极（N极）在介质中受的作用力（包括大小和方向）来表示。
S
R
C O C'
R'
S'
②磁滞回线：在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。
S
R
C O C'ห้องสมุดไป่ตู้R'
S'
磁滞回线曲线SRCS和SRCS对于坐标原点O是对称的。
磁粉检测和漏磁检测只适用于铁磁性材料。铁磁性材料通常分为三大类：软磁材料，硬磁材料，矩磁材料。 ① 软磁材料：特点是易磁化也易去磁，磁滞回线较窄，剩磁、矫顽力都较小（如：软铁、硅钢片、铁氧体等）。常用来制作电机，变压器等的铁芯。 ② 硬磁材料：特点是不易磁化，也不易去磁，磁滞回线很宽，剩磁、矫顽力都很大（如：碳钢、钨钢等）。常用来作永久磁铁，扬声器磁钢等。

长输油气管道漏磁内检测技术研究

长输油气管道漏磁内检测技术研究摘要：随着油气能源需求的不断增长，用于液体和天然气能源输送的长距离输送管道建设也在发展。

作为油气输送的长距离管道，在安装和长期运行过程中，由于管道制造过程中的缺陷、地下管道地壳变化引起的管道变形、地下管道长期腐蚀等原因，导致管道严重变形和损坏。

为防止管道运行过程中出现安全问题，消除安全隐患，相关单位将定期对长输管道进行检查。

在众多管道检测技术中，漏磁检测（mflMFL）因其可靠性高、使用方便等优点而广泛应用于管道损伤和缺陷检测。

关键词：长输油气;管道漏磁内;检测技术;研究1管道漏磁内检测系统组成1.1驱动模块驱动模块主要由多个驱动皮碗组成。

检测器安装在油气管道中检测器在油气管道中运行，。

在驱动皮碗的作用下，前部和后部之间的压力差被建立，以沿管道向前推动检测器。

驱动力必须大于检测器和管道内壁之间的摩擦阻力和磁吸附力。

驱动皮碗通常放置在漏磁内部检测器的前端，与其他皮碗一起作为电源，并支撑整个检测器与管道轴线同心。

管道漏磁内部检测器一般有多个皮碗，主要用于检测器通过三通管、阀门等。

当检测器运行到三通管时，由于三通管的分流作用，驱动皮碗的驱动力瞬间减小。

此时，第二驱动皮碗需要向前提供检测器的驱动力。

应注意，两个相邻驱动皮碗之间的距离必须足够大。

1.2磁化模块磁化模块主要由永磁体或电池供电电磁铁组成。

固定在磁化器上的钢刷紧密附着在管道内壁上，将磁场传导到管道壁上。

漏磁内部检测器的单个磁化模块可以磁化管壁的一部分，阵列的磁化模块一起工作以覆盖管周向的大部分区域。

与电磁铁相比，永磁体是永久磁化的，无需电源，广泛应用于漏磁内部检测器。

基于永磁励磁结构的内部检测器，永磁模块包括一对磁体、磁轭和钢刷。

1.3传感器模块传感模块主要由霍尔元件或漆包线圈、支撑件、耐磨件、电子系统等组成。

漏磁传感器记录检测过程中的漏磁信号，其中包含管道金属损耗的缺陷信息。

漏磁传感器位于磁路两极中间，将采集到的漏磁信号转换为电信号，并通过后续数据采集和处理对管道金属损耗进行识别和量化。

三轴漏磁内检测信号分析与应用

三轴漏磁内检测信号分析与应用摘要：三轴漏磁检测技术成功解决了老管道的焊缝检测难题，但随着老管道的逐步退役，对于新管道是否需要三轴漏磁检测技术成为技术人员和管理人员较为关注的问题。

对三轴漏磁内检测技术的研究和现场应用表明:三轴漏磁内检测器能够检出各类常规金属损失缺陷和传统漏磁检测器难以检测出的非常规缺陷，如狭长轴向缺陷、环焊缝缺陷、螺旋焊缝缺陷以及凹陷等。

与传统漏磁检测器相比，三轴漏磁内检测器显著提高了金属损失缺陷尺寸的判定精度。

关键词：三轴漏磁；内检测；信号分析；应用1、三轴漏磁内检测原理漏磁内检测器的工作原理(图1)是:利用自身携带的强磁铁产生的磁通量，通过钢刷耦合进入管壁，在管壁圆周上产生1个纵向磁场回路，使磁铁间的管壁达到磁饱和状态。

若管壁没有缺陷，则磁力线在管壁内均匀分布。

若管道存在缺陷，管壁横截面减小，由于缺陷的磁导率远比铁磁性材料小，因此磁阻增大，磁通路变窄，磁力线变形，部分磁力线穿出管壁两侧产生漏磁场，其形状取决于缺陷的几何形状。

位于两磁极之间紧贴管壁的探头(传感器)检测到漏磁场，并产生相应的感应信号，其经过滤波、放大、模数转换等处理后被记录到存储器中。

检测完成后，通过专用分析软件对数据进行回放、识别和判断，获得缺陷的类型、位置、形状和尺寸等信息。

金属损失产生的漏磁场是空间三维矢量场。

由于传感技术、数字信号处理能力及内检测器存储容量的限制，大部分传统内检测器只记录三维漏磁场的轴向分量。

为了提高缺陷尺寸的检测精度，一个选择是提高传感器的分辨率，然而分辨率越高，精度并不总是越高;另一个选择是记录漏磁场的分量，根据不同方向的分量精确回归缺陷的形状和尺寸。

三轴漏磁内检测器工作原理与传统漏磁内检测器基本相同，主要区别是三轴漏磁内检测器在一个探头中安装了三轴向正交霍尔传感器，可分别测量轴向、径向和周向的磁通量数据，用来确定完整的三维漏磁场矢量，以提高缺陷形状和尺寸的测量精度。

2、三轴漏磁内检测信号特征漏磁内检测器主要用来识别并确定腐蚀缺陷的尺寸。

长输油气管道漏磁内检测技术

长输油气管道漏磁内检测技术作者：高峰来源：《科学与财富》2018年第30期摘要：油气资源的运输主要依靠长距离运输方式，通过长距离运输，满足各地地方经济发展对油气资源的需求。

而在长距离油气灌输中，离不开长输油气管道的支撑。

为了充分保证长输油气管道的安全性，需要定期进行管道的检测工作，通过管道漏磁内检测技术的应用，针对管道管体中出现的体积缺陷进行检测，准确检测出管体的缺陷面积、缺陷程度以及缺陷方位等，继而采取有效措施进行有效弥补。

关键词：长输油气管道；漏磁内检测技术随着社会经济的发展，科学技术得到了进一步发展，在油气运输中离不开对管道的应用，而管道也被当做是一种经济高效的物料运输方式，能很大程度上满足各地区的油气需求。

在长输油气管道的应用中，其安全运行状况直接关系到油气资源运输质量，也关系到人们基础生活需求的满足情况。

由此要注重长输油气管道的安全问题，进行长输油气管道漏磁内检测技术的研究与应用，旨在保证长输油气管道运输的安全。

一、管道漏磁内检测技术分析长输油气管道检测技术，具体是可以分为管道外检测技术、管道内检测技术两种，文章主要对管道内检测技术进行分析。

在不影响油气管道正常安全运行的情况下，利用载有无损检测设备、信号采集、处理以及存储系统的智能型清管器，实现对管内所输送介质成为主要是动力，一般油气运输管道出现的腐蚀、变形以及裂纹等不同程度的这些问题，都可以得到有效地在线检测。

就目前情况来看，管道内检测技术的应用方法主要是有压电超声检测法、电磁超声检测法、漏磁检测法等等。

在压电超声检测法的实际应用中，其有着高精度的特征，实际检测期过程中需要应用祸合剂，这一方法在具体应用中对工作环境有着极高的要求。

在电磁超声技术的应用中，结合电磁祸合方法，并不需要有祸合介质，可以直接进行油气管道检测，这一方法的应用效率比较低，且会造成极为严重的噪声污染物问题。

二、长输油气管道漏磁检测技术的影响因素分析（一）长输油气管道的管径分析在长输油气管道漏检测技术的应用中，其会受到长输油气管道管径大小的直接影响，造成具体监测结果出现差异。

管道漏磁内检测器性能审核评估方法

管道漏磁内检测器性能审核评估方法摘要：管道漏磁内检测器的性能指标是管道运营单位选择内检测服务提供商的重要依据，如何有效对漏磁内检测器进行性能评估并对内检测实施过程进行有效管控，直接影响项目的数据质量水平甚至管道完整性管理。

本文主要从过程验证、历史数据分析、牵拉试验、数据质量抽查、开挖验证五个方面对内检测器性能能评估方法进行论述。

关键词：漏磁内检测；性能评估内检测器性能指标主要表征了内检测器系统探测、定位、识别、表征和测量管道异常、部件和管道特征的能力，包括能识别的特征、异常的类型、检测阈值、检测概率，相应的识别概率，尺寸量化和表征精度，里程和周向测量精度及相关限制条件（磁化水平、检测速度、壁厚、清洁度等、异常点的角度和分类）等[1]。

漏磁内检测器性能评估过程应基于历史数据、牵拉试验、开挖验证、数据质量检查，通过统计分析方法建立和验证检测器性能规格中具有统计意义的检测阈值、POD、POI、检测器缺陷量化精度、定位精度等性能规格指标[2]。

1、检测过程确认检测过程确认主要包括：检测期间运行条件、管道路径；检测器安装、调试、运行等过程监督；数据批量处理、过滤、整理、数据分析规则；内检测数据的确认、评估过程管理；管道部件和附属物与报告位置的初步比对，对检测器部分指标进行初步确认。

2、通过历史数据对检测器进行评估历史数据包括相同运行工况和检测系统的其它管段数据、同管段的历史漏磁内检测报告、开挖验证报告、原始数据或历史项目的数据用户化软件、管道工程历史数据、历史牵拉数据等，通过历史数据可以全面评估检测器的性能规格。

优点：在历史数据全部掌握的情况下，可以全面评估检测器的性能规格。

不足：1）输送介质、输量、运行速度、管道壁厚、压力、温度等不同运行工况对数据质量、检测器性能评估结果产生一定影响，若以上因素变化较小在允许范围内，也可以忽略影响。

2）设备升级换代及关键零部件的更换、数据量化模型的改进会影响检测器性能评估结果的参考价值。