油气管道非接触式磁检测方法研究

摘要

在役油气管道运行状态对油气资源的安全运移影响显著.据统计,我国现役管道中近60％的原油管道、约30％成品油和天然气管道服役年限超过10年.油气管道无损检测对于管道安全的指示作用凸显.传统的无损检测方法由于方法的局限性在检测效率、费用、探测深度及安全防护等方面存在一定程度的不足.非接触式磁检测方法可以在管线正常运行情况对管道进行在线检测.本文通过分析埋地管道周期性负载反复作用下应力集中位置出现的磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，推导得出弱磁场环境下铁磁性构件力磁关系表达式。在探讨磁偶极子模型的适用基础上，建立管道磁场的磁偶极子模型。模拟实际管道环形焊缝构建管道环形应力集中区为研究模型，计算施压作用下环形应力集中区管道磁异常响应特征。结果表明：铁磁性管道通压产生压力会在正常管道上产生稳定的附加磁场；对于存在金属缺陷或机械应力导致的应力集中区内，附加磁场的磁异常三分量曲线极值特征明显。通过分析极值特征及位置情况可大致判断应力集中水平及位置。同时，结合实测中石油樟树-湘潭联络线管段磁测数据，分析管道磁异常特征，结合现场开挖验证情况，评估非接触式磁检测方法的检测效果。结果表明非接触式磁检测方法能够有效的反映埋地管道应力异常状况，可以用于指导应力性缺陷的定位以及缺陷类型的识别。