【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道检测，尤其涉及一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测系统和方法。
技术介绍
1、铁磁性金属零件在加工和运行时，由于受载荷和地磁场共同作用，在应力和变形集中区域会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关。金属构件表面的这种磁状态“记忆”着微观缺陷或应力集中的位置，即所谓的磁记忆效应。当处于地磁场环境中的铁磁性构件受到外部载荷作用时，在应力集中区域会产生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，该部位会出现磁畴的固定节点，产生磁极，形成退磁场，从而使此处铁磁金属的导磁率最小，在金属表面形成漏磁场。该漏磁场强度的切向分量具有最大值，而法向分量改变符号并具有零值。这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后依然保留“记忆”着应力集中的位置。基于金属磁记忆效应的基本原理制作的检测仪器，通过记录垂直于金属构件表面的磁场强度分量沿某一方向的分布情况，可以对构件的应力集中程度以及是否存在微观缺陷进行评价。
2、如授权公告号为cn102288673b的中国专利公开了一种金属磁记忆定量检测方法，所述方法包括：利用描述固态微结构演变、微弹性特性的相场方法，综合考虑铁磁构件外应力、地磁场和内应力集中对应的能量多样性，通过磁畴演化、结构微弹性理论，建立外应力与构件内磁性源和应力集中的定量对应关系。同时，考虑应力集中区周围磁性材料特性，建立磁性源与表面漏磁场的定量关系。从而有效地将微观与宏观结合起来，建立了外应力、铁磁构件内的磁性源、构件内应力集中
3、如授权公告号为cn115219584b的中国专利公开了一种铁磁性材料的金属磁记忆监测与评价方法，所述方法包括：对铁磁性材料试件进行退磁预处理；测取铁磁性材料试件测量点的初始法向磁记忆信号分量和初始切向磁记忆信号分量；测取铁磁性材料试件测量点的法向磁记忆信号分量和切向磁记忆信号分量，获取法向磁记忆信号分量和切向磁记忆信号分量的时序图；获取单个应力周期法向磁记忆信号面积时序图和单个应力周期切向磁记忆信号面积时序图；获取单个应力周期磁记忆信号面积时序图，实时监测单个应力周期磁记忆信号面积时序图的变化特征，评价铁磁性材料的损伤状态。
4、以上专利均存在本
技术介绍
提出的问题：交叉管道焊缝区域与普通管道荷磁密度不同，根据磁传感器测得的数据绘制得到的磁记忆曲线，会存在一定的噪声，而且管道内压与地磁场会对磁记忆曲线造成影响，更会影响缺陷定位与量化的准确性。为了解决这些问题，本申请设计了一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测系统和方法。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测系统和方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：对交叉管道焊缝磁化强度数据进行采集；
5、步骤s2：绘制交叉管道焊缝磁化强度曲线并进行去噪；
6、步骤s3：将去噪后的磁化强度曲线基于模型计算，得出磁记忆磁场强度；
7、步骤s4：消除管道内压和地磁场对磁记忆磁场强度的影响；
8、步骤s5：提取消除管道内压和地磁场后的磁记忆磁场强度特征并对焊缝缺陷进行定位与量化。
9、进一步地，步骤s2具体步骤如下：
10、步骤s2.1：根据交叉管道焊缝磁化强度数据绘制磁化强度曲线；
11、步骤s2.2：将磁化强度曲线依据尺度和频率分解为分量；
12、步骤s2.3：计算基于小波去噪的阈值t，计算公式为：
13、
14、其中，k表示分解层数，n表示信号的长度，σ表示噪声的标准误差；
15、步骤s2.4：基于阈值t计算分量系数，计算公式为：
16、
17、其中，λt表示计算后得出的分量系数，λ表示初始的分量系数，g表示约束系数，计算公式为：g＝|λ-t|/g，g表示约束常数；
18、步骤s2.5：基于分量系数λt对分量进行合成，得出去噪后的磁化强度曲线。
19、进一步地，步骤s3具体步骤如下：
20、步骤s3.1：计算交叉管道焊缝荷磁密度ρh，计算公式为：
21、ρh＝μ*x*(αmy+(1-α)mn)，
22、其中，ρh表示交叉管道焊缝荷磁密度，α表示轴向变体的相对含量，my表示材料易磁化方向的磁化强度，mn表示材料难磁化方向的磁化强度，μ表示材料的磁导率，x表示马氏体相变体积分数；
23、步骤s3.2：计算交叉管道焊缝的磁记忆磁场强度hh，计算公式为：
24、
25、其中，hh表示焊缝的磁记忆磁场强度，d表示焊缝的宽度，r1和r2分别表示管道焊缝区域内外壁的半径，x0表示焊缝区域任一点的横坐标，x和y分别表示关于焊缝区域横坐标与纵坐标的变量。
26、进一步地，步骤s4具体步骤如下：
27、步骤s4.1：设定交叉管道截面积为a、管道内流体密度为ρl和流体流速为v；
28、步骤s4.2：计算交叉管道的内压p，计算公式为：
29、
30、其中，p表示交叉管道的内压，p0表示大气压强，ρl表示管道内流体密度，v表示管道内流体流速，a表示交叉管道的截面积；
31、步骤s4.3：计算输出的磁场强度h，计算公式为：
32、h＝hh-p*ε-h0，
33、其中，h表示输出的磁场强度，hh表示焊缝的磁记忆磁场强度，ε表示交叉管道内压对磁记忆磁场强度的影响系数，h0表示地磁场对磁记忆磁场强度的影响量。
34、进一步地，步骤s5具体步骤如下：
35、步骤s5.1：提取磁记忆磁场强度的特征，计算公式为：
36、k＝h',ka＝average(k),
37、其中，k表示磁场强度梯度，h'表示输出磁场强度的导数，ka表示磁场强度梯度在设定长度区间内的平均值，average表示求平均值函数，sk表示磁场强度梯度曲线与坐标轴围成的面积，b1和b2分别表示采样区间的端点；
38、步骤s5.2：在焊缝部位定位到缺陷所在区域，约束条件为：
39、
40、其中，ka.all表示所测焊缝的磁场强度梯度平均值，sk.all表示所测焊缝的磁场强度梯度曲线所围面积平均值，满足约束条件时判定该采样区域为缺陷区域；
41、步骤s5.3：根据磁记忆磁场强度的特征对缺陷进行量化，计算公式为：
42、kd＝0.871ka-1.31，
43、sd＝1.145ln(ka-6.156)，
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1.一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：
6.一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测系统，其基于权利要求1-5中任一项所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法实现，其特征在于，所述系统包括：
7.根据权利要求6所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测系统，其特征在于，所述磁场采集模块，包括：
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行权利要求1-5中任一项所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于交叉管道焊缝的磁记忆检测方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括以下步骤：
【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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