管道环焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号判定方法

摘要

本发明是一种管道环焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号判定方法。涉及测量磁变量和管道系统技术领域。管道环焊缝类裂纹缺陷尺寸大小按下述方法判定：1)轴向信号为单脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，缺陷深度d1与信号高度幅值h1成指数关系，即满足d1＝0.60*h1^0.40；2)径向信号为双向脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，缺陷深度d2与信号高度幅值h2成指数关系，即满足d2＝0.30*h2^0.45；3)缺陷的深度d即为上述1)和2)中计算深度的平均值，即满足d＝1/2(d1+d2)。本发明能利用三轴高清漏磁内检测线信号特征判定管道环焊缝类裂纹缺陷的尺寸。

说明书

技术领域

本发明是一种管道环焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号判定方法。涉及 测量磁变量和管道系统技术领域。

背景技术

由于受当时技术水平和基础设备等条件的限制，我国在上世纪70年代现场所 施工建设的管道含有大量环缝类裂纹缺陷，造成多次渗油事件。如何对检测到环 焊缝类裂纹缺陷进行尺寸判定成为管道管理者急需解决的问题。但在当前的内检 测技术中，传统漏磁检测设备无法检测到环焊缝类裂纹缺陷，只有三轴高清漏磁 检测技术检测到了环焊缝类裂纹缺陷。目前在三轴高清漏磁内检测器可以发现环 焊缝类裂纹缺陷，但无法判定缺陷的尺寸大小。如果无法通过内检测判定出环焊 缝类裂纹缺陷的尺寸，则无法进行评估并针对性修复，随时都有可能造成环焊缝 泄露事故，是老管道运行的一大安全隐患。

CN101968463A公开了一种管道螺旋焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号 识别方法，但它只能识别管道环焊缝类裂纹的缺陷，不能判定缺陷的尺寸大小，这 对实际的应用带来很大的不便。

发明内容

本发明的目的是发明一种利用三轴高清漏磁内检测线信号特征判定管道环焊 缝类裂纹缺陷尺寸的三轴漏磁内检测线信号判定方法。

根据当前在三轴高清漏磁内检测器可以发现环焊缝类裂纹缺陷，但无法判定 环焊缝类裂纹缺陷的尺寸大小，本发明解决的技术路线是根据内检测器对缺陷的 信号识别原理，通过对缺陷信号特征的统计和真实缺陷的对应，找出信号特征， 建立信号与缺陷尺寸之间的模型。

本发明的技术方案：

环焊缝类裂纹缺陷主要为未熔合或未焊透，该两类缺陷具有一定的漏磁效应， 因此能够产生一定的漏磁信号。针对三轴高清漏磁内检测器发现的环焊缝类裂纹 缺陷，其缺陷尺寸大小与漏磁信号之间存在以下关系：

1)轴向信号为单脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，缺陷深度d1 (mm)与信号高度幅值h1(mm)成指数关系，即满足d1＝0.60*h1^0.40；表现示 意见图1；

2)径向信号为双向脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，缺陷深度 d2(mm)与信号高度幅值h2(mm)成指数关系，即满足d2＝0.30*h2^0.45；表现 示意见图2；

3)缺陷的深度d即为上述1)和2)中计算深度的平均值，即满足 d＝1/2(d1+d2)。

三轴高清漏磁检测器利用四个三向霍尔传感器代替传统的4线圈传感器，能 记录三个独立轴向的漏磁信号(传统的漏磁工具只能记录一个或两个方向)，能在 一次检测中同时发现普通缺陷和轴向缺陷。这就不仅可提供较高可信水平的缺陷 数据，提高了对常规缺陷的检测精度，以更好的识别严重缺陷，而且对其它类型 缺陷也提高了可探测性。三轴漏磁检测器的优点是适用于高精度要求，轴向缺陷， 含水介质和低速率检测，误差精度与传统漏磁相比提高10％，其缺点是检测成本 较高(与传统漏磁相比)，传感器数量是传统漏磁检测器的3倍，信号处理工作量 也就是传统漏磁检测器的3倍，且传感器更加昂贵(霍尔传感器)。

三轴漏磁高清内检测能够记录检测管道的轴向(Axial)、径向(Radial)、横 向(Transverse)三个方向的漏磁分量，通过专门的漏磁数据读取工具分析管道 缺陷处三个方向的漏磁分量可以判断缺陷的深度、长度、宽度等特征信息。近年 来，国内许多学者、专家在漏磁检测方面也做了很多工作，基本上确定了漏磁场 信号与管道缺陷特征之间的关系。一般来说，漏磁场的水平分量关于纵轴对称， 且在原点有极大值，垂直分量关于原点对称，且在靠近原点两侧各有一个大小相 等正负相反的极值；漏磁场的幅值反映缺陷的深度特征，随缺陷深度增加幅值变 大，漏磁场的信号宽度反应缺陷的长度特征，随缺陷长度增加信号宽度变大。大 量研究结果表明，定量计算缺陷宽度、深度相对长度要复杂，因为相同深度的缺 陷，缺陷的长宽比不一样，漏磁场的幅值差别也较大，相邻缺陷的漏磁信号与缺陷 间距和两缺陷的深度也有关系。

由上可知，由于本发明内检测信号判定方法是通过一定的规则、利用识别出 三轴高清漏磁内检测器发现的信号异常特征判定环焊缝类裂纹缺陷的尺寸大小， 解决了三轴高清漏磁内检测器对环焊缝类裂纹缺陷的尺寸判定问题，提高了内检 测器识别该类缺陷能力，解决了环焊缝类裂纹缺陷的检测与评价问题，提高了完 整性管理水平。同时本方法不仅对内检测环焊缝类裂纹缺陷尺寸判定简单、可靠， 而且易于学习和应用。

附图说明

图1管道上真实缺陷对应三轴高清漏磁内检测轴向信号波形图

图2管道上真实缺陷对应三轴高清漏磁内检测径向信号波形图

具体实施方式

实施例.本例是在某Φ720mm管道上作的现场工业试验。

本例是该管道上真实缺陷特征和三轴高清漏磁内检测信号，详见图1-图2。

它是根据本发明的判定方法，在管道上将缺陷处切除后验证试样。在管道上 一处有真实缺陷，经三轴高清漏磁内检测，得如图1所示轴向信号波形图、如图 2所示径向信号波形图。该轴向信号波形图中有单脉冲波，波形方向与金属增加 信号方向相反，信号高度幅值为160mm；径向信号为双向脉冲波，波形方向与金 属增加信号方向相反，信号高度幅值为400mm，根据本发明的尺寸判定模型，可 以计算出d1为4.6mm，d2为4.4mm，可得出缺陷深度d为4.5mm，实际试样的缺 陷深度为4.6mm，误差为0.1mm，处于可接受范围内，证实了尺寸判定模型的可靠 性。

实测的结果与实际相符，也就验证了此方法的正确性。