基于HY-6070C板钢管漏磁检测系统实验研究

　　自20世纪80年代起,全世界所需能源以每年2.6%的速度增长,这些能量大多以油/气形式存在,管线传输是油/气运输的主要方式。油气管道输送的由于腐蚀、磨损、意外损伤等原因导致的管线泄漏时有发生。近年来,我国管道故障时常发生,因此,研制开发管道缺陷检测装置及其安全评价的技术标准,对长输管线金属损失检测非常重要。

　　1　钢管漏磁检测原理[1]

　　漏磁检测的基本原理是建立在铁磁材料的高磁导率这一特性上,钢管中缺陷处磁导率原小于钢管的磁导率。当钢管这种铁磁性材料以流水线方式进入钢管探测线快速穿过检测区时,将受到直流线圈产生横向和纵向磁场的磁化。若钢管无缺陷,磁力线绝大部分通过钢管,此时磁力线分布均匀;若钢管有缺陷,磁力线发生弯曲,并且有一部分磁力线泄露出钢管表面。利用横向和纵向探头线圈(传感器)检测钢管表面逸出的漏磁场,然后依据法拉第电磁感应定律,将漏磁场转化为缺陷信号(探头内检测线圈产生的感应电压) ,经过对缺陷信号进一步的处理和分析,从而可判断缺陷是否存在及缺陷有关的尺寸参数。目前,这种方法用于检测、信号处理方便、易于实现自动化而被广泛采用。

　　2　钢管缺陷检测的理论[2]

　　2.1　信号的判断

　　对于图1所示缺陷信号,其中虚线表示切割电平,点划线表示记录电平,实线表示缺陷电平,a、b为缺陷信号宽度。当信号幅度在切割电平以下时,数据以“0”记录;当信号幅度达到切割电平时,表示要记录信号a-b之间的宽度,宽度在参数设定的范围内且幅度达到缺陷电平以上者,认为是缺陷信号;宽度在参数设定的范围内且幅度在记录电平之下者数据也以“0”记录;这样做一是对信号中的噪声进行数字滤波,同时也极大地压缩了数据。

　　2.2　内、外缺陷的判别

　　内、外缺陷的判断是不完全相同的,一般是依据缺陷信号的宽度和幅度来区分。相同参数的缺陷,分布在外壁时形成的缺陷信号宽度窄(频率高)、幅度高;分布在内壁或内部时形成的缺陷信号宽度宽(频率低)、幅度小。如图2所示,内缺陷漏磁场与外缺陷漏磁场相比区域宽,即漏磁场分布较为平坦,磁通量变化率要小。当探头扫过钢管表面时,内壁缺陷产生的信号要比外壁缺陷的信号幅度小、宽度宽。

　　2.3　横、纵向缺陷的判别流程

　　在目前的漏磁检测系统中对信号进行判别时用到的漏磁信号特征量主要有:信号绝对峰值和波宽W。缺陷的位置可以由钢管运行的速度以及从钢管端头检测到缺陷所在位置的时间相乘而得。横、纵向缺陷的判别流程基本一致,如图3所示: