【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道缺陷检测，是一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法。
技术介绍
1、近年来，我国较多城市已经形成了以热电联产为基础的多热源网络供热体系，甚至形成了“一城一网”的供热新格局。供热直埋管道及预留支管由于长埋于地下，受到地下水位、土壤酸碱度和管道长期高温工作等因素的影响，加快了管网的腐蚀和裂痕等缺陷。随着供热直埋管道网的长度迅速增加，供热管网腐蚀老化出现裂痕，导致管道泄露事故日益增多，对人们的日常生活产生了不小的风险隐患，且城镇供热管网由于直埋入地下，很难进行全面的定期检查。基于弱磁信号探测的磁记忆原理，对供热直埋管道的预留支管进行无损检测，并定期对热网进行安全检测和安全评估，建立各区域各段供热管道预留支管的健康档案，分区域对供热直埋管道网的维护工作进行规划，针对性的对管道具体裂痕位置进行挖掘维修工作，已经成为热网行业亟待解决的问题。
2、在现有已公开的专利技术技术中，如申请公开号为cn113933381a的专利公开了一种基于弱磁检测法的管道应力内检测方法，包括分别对管道进行强磁和弱磁磁化处理，分别采集磁化过程中的强磁信号、弱磁信号，将采集的强磁信号与弱磁信号分别进行滤波处理，将滤波处理后的强磁信号与弱磁信号相除得到比值，通过所述比值判断管道应力损伤程度。
3、又如申请公开号为cn108362768a的专利公开了一种应力非接触弱磁检测方法，包括以下步骤：建立磁力学耦合模型；建立j-a应力磁化模型；建立磁信号空间散射场模型；还包括验证实验。
4、上述专利均未考虑到管道所受应力比
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中，供热直埋管道预留支管的缺陷检测，需对缺陷管道大量开挖后通过探测器接触管道表面检测，耗费大量人力物力且对管道周围环境和居民正常生活造成影响的问题，提出了一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法。
3、为了达到上述目的，本专利技术一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法的技术方案如下：
4、s11：对被测供热直埋管道的预留支管的直径、长度、管壁厚度、弯曲半径、弹性模量、真空磁导率和预留支管受地磁场磁化后的相对磁导率以及预留支管位置的地磁场、检测环境的温度、预留支管周围采样土壤的酸碱度和土壤湿度进行信息采集；
5、s12：通过非接触式磁感应探头对预留支管周围的弱磁信号进行探测，并对获得的弱磁信号进行小波变换与去噪处理；
6、s13：根据被测供热直埋管道的预留支管的直径、长度、管壁厚度和弯曲半径对预留支管进行三维建模，通过对预留支管内外两侧进行多次力学模拟实验，构建被测预留支管的检测应力-磁导率梯度数据库；
7、s14：构建被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型，拟合出被测预留支管周围的弱磁信号和预留支管所受应力信号的非弹性关系；
8、s15：根据检测环境实时温度、被测预留支管周围采样土壤的酸碱度和采样土壤的湿度信息，对s14中被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型进行模型补偿修正；
9、s16：对经过补偿修正后的弱磁-应力空间非弹性模型中的应力信号进行高维空间特征提取，并对管道的应力特征进行准确的数据分类定级，建立应力等级评估系统，评估结果包括：非应力致陷等级、轻微应力等级、一般应力等级、严重应力等级或特别重大应力等级；
10、s17：根据预留支管的应力级别对供热直埋管道的预留支管的缺陷程度进行综合评估定级如下：
11、101、预留支管的应力场信号输出为非应力致陷等级时，判断被测预留支管为非应力致陷级；
12、102、预留支管的应力场信号输出为轻微应力等级时，判断被测预留支管为轻微缺陷等级；
13、103、预留支管的应力场信号输出为一般应力等级时，判断被测预留支管为一般缺陷等级；
14、104、预留支管的应力场信号输出为严重应力等级时，判断被测预留支管为严重缺陷等级；
15、105、预留支管的应力场信号输出为特别重大应力等级时，判断被测预留支管为特别重大缺陷等级；
16、具体的，所述弱磁信号的数据处理包括如下具体步骤：
17、s21：获得的弱磁信号为关于检测时域t的母波函数α(t)，对母波函数α(t)做傅里叶变换可得函数α′(t)；
18、s22：获取弱磁信号的基波函数，公式如下：
19、
20、其中，为在[0,t]上对求积分；
21、s23：对弱磁信号的母波函数α(t)做伸缩和平移变换，公式如下：
22、
23、其中，αc,z(t)为经伸缩和平移变换后的弱磁信号；
24、c为伸缩因子，z为平移因子；
25、s24：弱磁信号的母波函数α(t)做小波变换处理后的替换函数β(t)的计算策略如下：
26、
27、其中，β(t)为预留支管的磁化强度。
28、具体的，所述被测预留支管的检测应力-磁导率梯度数据库的构建包括如下具体步骤：
29、s31：对圆柱形铁质供热直埋管道的预留支管进行三维几何建模，其中，以管道起始端的横截面圆心为坐标系原点；
30、x为预留支管热源输送方向，-x为热源输送的反方向；
31、y为热源传输方向右侧的水平方向，-y为热源传输方向左侧的水平方向；
32、z为热源传输方向朝上的竖直方向，-z为热源传输方向朝下的竖直方向；
33、s32：计算不同方向应力对圆柱形铁质预留支管缺陷区域的梯度应力场公式如下：
34、
35、其中，λ为预留支管铸铁材料的磁滞系数，ε1,ε2,ε3为伸缩常系数，β(t)为预留支管的磁化强度，μ0为支管的真空磁导率；
36、fout为预留支管受到的外部应力，fin为预留支管受到的内部应力；
37、θz,out为外部应力fout与预留支管z方向所成的角度；
38、θx,out为外部应力fout与预留支管x方向所成的角度；
39、θz,in为内部应力fin与预留支管z方向所成的角度；
40、θx,in为内部应力fin与预留支管x方向所成的角度；
41、f1为预留支管各个方向的外部应力，f2为预留支管各个方向的内部应力；
42、α1,α2为内外应力的比例系数，为影响因素的耦合参数；
43、表示λ对β(t)的求导；
44、为管壁上点(x,y,z)外加应力场，为留支本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述方法包括如下具体步骤：
2.根据权利要求1所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述弱磁信号的数据处理包括如下具体步骤：
3.根据权利要求2所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述被测预留支管的检测应力-磁导率梯度数据库的构建包括如下具体步骤：
4.根据权利要求3所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型中弱磁信号β(t)与预留支管的相对磁导率μ1的关系如下式所示：
5.根据权利要求4所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型中弱磁信号β(t)与预留支管所受应力F的微分关系如下式所示：
6.根据权利要求5所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型进行模型补偿修正包括：
7.根据权利要求6所述一种供热直埋管道的预留
8.根据权利要求7所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述供热直埋管道的预留支管的缺陷程度进行综合评估定级包括：
...【技术特征摘要】
1.一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述方法包括如下具体步骤：
2.根据权利要求1所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述弱磁信号的数据处理包括如下具体步骤：
3.根据权利要求2所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述被测预留支管的检测应力-磁导率梯度数据库的构建包括如下具体步骤：
4.根据权利要求3所述一种供热直埋管道的预留支管位置的弱磁检测方法，其特征在于，所述被测预留支管的弱磁-应力空间非弹性模型中弱磁信号β(t)与预留支管的相对磁导率μ1的关系如下式所示：
5.根据权利要求4所述一种供热直埋...
【专利技术属性】
技术研发人员：王启源，张涛，于明成，
申请(专利权)人：中磁数智北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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