[發明專利]一種基于不同時間非接觸檢測對比管道磁場強度判斷管道安全性的方法

在審

• 申請號: 202110320458.5
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113063844A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李長俊;陳超
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于不同時間非接觸檢測對比管道磁場強度判斷管道安全性的方法。該方法可實現長距離油氣輸送管道缺陷的對比檢測和評價，保障管道全生命周期的安全。該方法主要由六個步驟實現：步驟一，通過基線檢測獲取參照數據；步驟二，在基線檢測的基礎上，進行下一次檢測；步驟三，基于基線檢測和當前檢測數據計算管道的自漏磁場畸變率；步驟四，根據自漏磁場畸變率，劃分各管段的缺陷等級；步驟五，根據自漏磁場畸變速度確定下一個檢測周期；步驟六，重復步驟二、三、四和五進入下一個檢測周期，直到管道停止服役。該方法的實現的流程如摘要附圖所示。

技術領域

本發明專利屬于管道無損檢測領域，特別是一種用于埋地鋼質管道缺陷非接觸檢測和在線診斷的方法。

技術背景

2019年底，中國油氣長輸管道總里程已達13.9萬千米，其中天然氣管道約8.1萬千米，原油管道約2.9萬千米，成品油管道約2.9萬千米。根據國家發改委2017年印發的《中長期油氣管網規劃》，到2025年，全國油氣管網規模要達到24萬公里。我國油氣管網規模的不斷擴大，對管道的安全維護提出了更高的要求。管道無損檢測是提前發現管道缺陷，防止管道發生泄漏，火災和爆炸等事故的重要手段。管道缺陷檢測是指在不損害或不影響管道運行,不傷害管道的前提下，利用管材缺陷引起的內部結構異常和聲、光、電、磁等反應的變化，以物理或化學方法為手段，借助現代化的技術和設備器材，對管道缺陷的類型、形狀、位置、尺寸、分布等進行檢查和測試的方法。

鋼質管道缺陷檢測的方法包括超聲波檢測、超生導波檢測、渦流檢測、磁粉檢測、漏磁檢測、非接觸式磁記憶檢測等。其中，前四種檢測屬于局部檢測技術，無法實現全管線，大范圍檢測。漏磁檢測和非接觸式磁記憶檢測能夠快速檢測管道缺陷，從而對整條管道的健康狀況進行評價。因此，漏磁檢測作為一種管道內檢測技術，在油氣管道輸送領域獲得了廣泛的應用。與漏磁檢測相比，非接觸式磁記憶檢測是一種管道外檢測技術，可以實現管道缺陷的非接觸(開挖)檢測。該技術不受管道尺寸的限制，不需要額外的磁化設備，不造成磁污染。

管道非接觸式磁記憶檢測技術是利用管道在大地磁場中發生磁化形成的自漏磁場對管道的缺陷進行診斷。管道缺陷會導致管道應力狀態的變化或磁性材料的損失，從而導致管道自漏磁場發生畸變。基于缺陷處管道的自漏磁場發生畸變的原理，自漏磁場發生明顯變化的區域即為缺陷位置。這種方法通過對比管道沿線的自漏磁場信號，實現對缺陷的定位和識別，具有明顯的不足：(1)管道的埋深對自漏磁場磁感應強度的影響很大，管道沿線埋深的變化會導致自漏磁場磁感應強度的變化，從而會干擾缺陷的判斷；(2)由于焊接材料的存在和焊接操作可能導致的應力集中，焊縫處管道的自漏磁場可能會發生明顯變化，從而可能錯誤地將焊縫識別為缺陷。

基于以上分析表明，目前急需一種新的基于自漏磁場的埋地鋼質管道缺陷在線診斷方法，以解決由于埋深變化和焊縫引起的干擾，提高管道缺陷識別的可靠度。

因此，本發明提出了一種基于不同時間非接觸檢測對比管道磁場強度判斷管道安全性的方法。該方法通過分析兩次檢測信號，實現對管道缺陷的識別和定位。該方法可以消除管道埋深變化和焊縫引起的干擾，實現埋地管道缺陷的非接觸精確識別和定位，保障管道的安全。此外，該方法通過對比分析實現，不需要復雜的理論計算，對檢測操作人員的知識水平要求低，有利于降低檢測成本和大范圍推廣應用。

發明內容

(1)初始檢測。初始檢測是對某條已投入運行的管道首次進行自漏磁場信號采集。信號采集采用磁力梯度儀和GPS定位儀完成。磁力梯度儀的誤差應小于5nT/m，GPS定位儀的誤差應小于5m。每隔5m采集一次自漏磁場信號。自漏磁場信號為磁力梯度儀獲取的測量點自漏磁場空間三分量的值(G_x,1，G_y,1，G_z,1)。此外，為了定位測量點，測量點的經度，緯度，海拔和管道里程將通過GPS定位儀獲取并記錄。以上7個參數構成一組數據且整條管道由n組數據組成，對應于n個管段。表1為數據記錄表。

表1數據記錄表