海底管道缺陷检测信号分析及可视化研究

摘要

本文研究海底管道漏磁检测过程中管道缺陷对漏磁场分布规律的影响。针对传统的漏磁检测技术对缺陷识别不够精确的问题，使用有限元软件对管道缺陷三轴漏磁检测进行有限元分析，将缺陷附近漏磁场的研究扩展为三维空间，得到缺陷漏磁场三个方向（径向、周向和轴向）上的漏磁信号并分析了缺陷几何参数和传感器提离值对漏磁信号的影响。 针对传统数值模拟和实验的研究对象只是单一缺陷的问题，使用有限元软件对轴向多缺陷管道漏磁检测进行分析，建立了轴向双缺陷和三缺陷管道模型，将单缺陷对漏磁场的影响扩展为多缺陷共同影响。通过对缺陷几何参数、距离及传感器提离值进行敏感性分析，研究了漏磁检测过程中管道缺陷对漏磁场分布规律的影响。 对缺陷三维轮廓重构及可视化方法进行了总结，提出了三维轮廓重构的基本框架，解决了求解区域分段识别，缺陷轮廓检测等问题，并建立了三维轮廓网状模型。基于前人的研究对漏磁信号分量的主特征值进行提取，建立了神经网络迭代反演框架。 研究结果表明：在一定范围内，缺陷几何参数、提离值与缺陷漏磁信号幅值之间存在一定的对应关系。轴向临近缺陷对检测缺陷漏磁信号的影响不可忽视。提离值的大小对漏磁检测结果有很大的影响。限于传感器灵敏度，如果超出一定的范围，将不能得到需要的检测数据。轴向多缺陷管道径向分量幅值随提离值变化趋势与单缺陷管道相似，但存在临界提离值，当提离值在临界值附近时，将不能通过径向分量幅值对缺陷深度进行有效识别。因此，要使检测数据可靠并能测得深度较小的缺陷，应选择合适的参考量和提离值，采用适当的数据分析方法，使检测数据更加精确和全面，保证缺陷识别的准确性。边缘检测阈值的选取对边缘检测的结果影响很大；只有选取合理的阈值，才能得到准确的边缘识别结果。

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