非接触式管道磁检测方法技术

本发明专利技术公开了一种非接触式管道磁检测方法，石油天然气埋地金属管道的损伤检测技术。本发明专利技术的非接触式管道磁检测方法，包括以下步骤：步骤1、初步分析，确定工期；步骤2、地面清理，标记路线；步骤3、管道检测；步骤4、检测数据的分析处理；步骤5、数据结果的处理。本发明专利技术的非接触式管道磁检测方法，克服了现有接触式探测管道局部缺陷的方法中种种弊端，如需盲目开挖，对管道进行清理消磁，最后还要对管道进行均匀磁化的繁琐过程；利用地球磁场对管道进行均匀磁化，不需对被检工件的表面进行清理或其他预处理,即可对工件表面的检测在线检测，大大简化了检测过程，使速度快，效率高，且探测深度大大加深。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油天然气埋地金属管道的损伤检测技术，尤其是一种利用非接触式的磁力层析技术对管道非接触的损伤检测方法。
技术介绍
目前，接触式探测管道局部缺陷的方法是利用专业探测设备——内检探伤仪，记录预先被磁化的管道的磁场应力缺陷。该方法包括了清洗设备和探伤仪，冲洗、清洁管道内部并且保障剖面的完全通畅，在磁化管壁的同时让探伤仪通过，根据分散和饱和的磁场记录并存储磁场异常，判读所获得的信息以便判定被发现的异常的位置和特征，根据该方法确定管道所有局部缺陷的位置和参数并且推测缺陷产生的原因。该方法主要通过内部检测，而使用内检测设备价格昂贵，过程繁琐，而且要求靠近被检测物体的表面，会要求预先开挖管道，由于管道条件不具备大量盲目开挖的可能因而限制了其大规模的推广。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于针对上述存在的问题，提供一种，克服了现有接触式探测管道局部缺陷的方法中种种弊端，如需盲目开挖，对管道进行清理消磁，最后还要对管道进行均匀磁化的繁琐过程；利用地球磁场对管道进行均匀磁化，不需对被检工件的表面进行清理或其他预处理，即可对工件表面的检测在线检测，大大简化了检测过程，使速度快效率高，且探测深度大大加深，同时灵敏度也大大提高，漏检率大大降低，检测费用大大降低，操作风险低，易于现场实施。本专利技术采用的技术方案如下 本专利技术的，包括以下步骤 步骤1、初步分析，确定工期查看分析待测区域内的管道设计、管道运行以及操作文件，根据管道的特点，初步判断可能发生管道缺陷的位置，整理出可能需要计划修复和紧急修复的管道线路段，并确定检测修复的完成周期； 步骤2、地面清理，标记路线对待测管道的路径进行目测，并将管道轴线两旁的灌木和植被进行清理，确保管道的轴线两旁一定范围内无灌木，并记录管道周围的地形与建筑物，通过管道路径搜索器探测管道路径，并在地面上标记管道的轴线，再利用GPS定位系统确定路径控制点或者临时参考标记位置、以及检测零点，每间隔一定距离处以及路径转角处作地位桩，并细化工程中各路径段的具体工作量和技术情况； 步骤3、管道检测操作员采用无接触式扫描磁力计，沿着标注的管道轴线上移动，扫描步速小于等于O. 25米(也即每步的步伐小于等于O. 25米，根据具体的埋地深度和管道直径而决定)，速度小于等于2m/s (保证磁场参数自动记录的可靠性)，磁力计自动感应管道上的磁场应力值，并输入磁力计的存储器中保存； 步骤4、检测数据的分析处理将管道路径上的磁场应力值，结合异常区沿管道轴线方向及背景“静区”中磁场强度分布的密度的关系，确定各个检测点的综合指数(其中综合指数值主要是由检测到的磁场超出背景值的程度以及磁异常处的磁场的梯度和磁异常的长度而决定，并综合此处管道的设计受压能力与实际的压力以及预计使用时间和实际的已使用时间共同决定)，根据该综合指数确定磁异常的管道部分坐标，并估计该坐标处管道的缺陷危险等级，以及管道总体应力情况对管道技术情况分类； 步骤5、数据结果的处理在管道路径上标记需挖掘校验坑的位置并进行挖掘，在校验坑内运用传统方法进行附加的接触式管道无损检测，根据校验坑的实际情况与综合指数和磁异常等级进行比较，对危险等级和诊断结果做最后的修改和确定，最后提交最后诊断检测结果。由于采用了上述方法，不需要专门的磁化设备，而是利用地磁场这一天然磁场源对工件进行磁化；不需要对被检工件的表面进行清理或其他预处理，对工件表面的检测可在线进行；更重要的是需要盲目的开挖。它的物理基础是铁磁性工件在运行时，受工作载荷和地球磁场的共同作用，在应力和变形集中区域内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，而且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系，使铁磁性工件在受到应力作用时，在应力集中处有漏磁场的切向分量会出现最大值，同时法向分量改变符号且过零值点的现象，正是根据这一现象可靠地探测出受力金属部件上应力集中部位，实现对金属部件的早期诊断。本专利技术相对于传统检测方法本专利技术检测费用大大降低，防护也没有那么严格，探测深度却大大加深，同时灵敏度也能大大提高，漏检率也大大降低。本专利技术的，步骤2中，确保管道的轴线两旁I米的范围内无灌木，在每间隔50米处以及路径转角处作地位桩；步骤3中，操作员沿着标注的管道轴线上移动，允许磁力计与管道间之间，在水平面上可偏离管道轴线1. 5— 3倍管径的距离，管道埋深上可偏离管道轴线15倍管径的距离。由于采用了上述方法，为避免对磁力计检测过程中的影响，使其检测精度更高，因此需要控制管道的轴线两旁I米的范围内无灌木，同时，为了使管道路径上各个检测点的值更能体现出管道的真实情况，因此需要在每间隔50米处以及路径转角处作地位桩，避免漏检；本专利技术中，由于检测过程中由于地理环境等原因的影响，在管道正上方是无法对其进行检测，因此需要控制其允许的偏差在规定值内，在水平面上可偏离管道轴线1. 5-3倍管径的距离，从而可在预测范围内相对于管道轴线中心偏移，同时也需要在管道埋深控制器偏差，从而控制地面至管道之间的距离，使得管道埋深上可偏离管道轴线15倍管径的距离，保证其检测的精确度。本专利技术的，步骤4中，沿着管道纵向坐标路径的地面建筑，需依次加以标注，且每个标注点与实际坐标之间的误差< ±1. 5m。由于采用了上述方法，需要在步骤4中确定磁异常的管道部分坐标的同时，标注处纵向坐标路径的地面建筑，而后续的开挖做好准备工作，可预设开挖位置，避免实际开挖时遇地面建筑而无法实施工程，需要严格控制标注点与实际坐标之间的误差不大于±1. 5m，避免实际挖掘时不能挖掘出管道的磁异常点，保证其挖掘的精确性。本专利技术的，步骤5中，开挖管道基础数据提取及校验坑5个，利用超声波探伤仪扫描仪和超声波厚度计量器对管道进行附加探伤检验测试，以修正暴露的异常危险程度并计算管道的适用性。由于采用了上述方法，如果检测暴露了危险腐蚀缺陷(大于30%壁厚损失)特殊量化参数的缺失，应选择存在其它缺陷类型(迭片，裂缝，弯曲，管道出厂缺陷，焊接接头缺陷)的其它点定义校验结果，来确定本专利技术的检测技术的效率，附加探伤检验测试应在不少于3个校验坑中完成，其中两个校验坑在暴露异常的区域，一个在无异常(无缺陷)区域，确认该检测项目的吻合性，使通过本专利技术的检测方法更加精准。其中校验坑中校验的异常危险程度(管道缺陷部分)“金属损失”的定义“不允许的”(试验性的-大于50%管道壁厚的金属损失)；“可允许的”(20%-50%管道壁厚金属损失)；“可忽略的”(少于20%管道壁厚金属损失)。本专利技术的，步骤3的磁力计移动过程中，需使用至少两个三分量传感器/单分量磁感应矢量传感器在定点位置测量直角坐标中的磁场矢量，形成磁场梯度的张量；步骤4中，通过模型转换分析获得的信息，根据分析结果确定背景值以及同背景值的偏差值，根据偏差值判定金属管道缺陷的存在和缺陷的位置，并且形成磁力图，在磁力图中标注缺陷的位置。由于采用了上述方法，通过记录管道磁场“应力”(指磁力线分布状态)的各种变化来揭示具有金属缺陷部位的位置，将管道的异常状态与在机械载荷或结构变化的影响下产生的“磁应力”的变化联系起来(结构变化指内部或外部的腐蚀、机械损伤、管体变形、松弛、地基崩塌载荷等)。在每个指定本文档来自技高网...

【技术保护点】
非接触式管道磁检测方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1、初步分析，确定工期：查看分析待测区域内的管道设计、管道运行以及操作文件，根据管道的特点，初步判断可能发生管道缺陷的位置，整理出可能需要计划修复和紧急修复的管道线路段，并确定检测修复的完成周期；步骤2、地面清理，标记路线：对待测管道的路径进行目测，并将管道轴线两旁的灌木和植被进行清理，确保管道的轴线两旁一定范围内无灌木，并记录管道周围的地形与建筑物，通过管道路径搜索器探测管道路径，并在地面上标记管道的轴线，再利用GPS定位系统确定路径控制点或者临时参考标记位置、以及检测零点，每间隔一定距离处以及路径转角处作地位桩，并细化工程中各路径段的具体工作量和技术情况；步骤3、管道检测：操作员采用无接触式扫描磁力计，沿着标注的管道轴线上移动，速度小于等于2m/s，磁力计自动感应管道上的磁场应力值，并输入磁力计的存储器中保存；步骤4、检测数据的分析处理：将管道路径上的磁场应力值，结合异常区沿管道轴线方向及背景“静区”中磁场强度分布的密度的关系，确定各个检测点的综合指数，根据该综合指数确定磁异常的管道部分坐标，并估计该坐标处管道的缺陷危险等级，以及管道总体应力情况对管道技术情况分类；步骤5、数据结果的处理：在管道路径上标记需挖掘校验坑的位置并进行挖掘，在校验坑内运用传统方法进行附加的管道接触式无损检测，根据校验坑的实际情况与综合指数和磁异常等级进行比较，对危险等级和诊断结果做最后的修改，最后提交最后诊断检测结果。...

【技术特征摘要】
1.非接触式管道磁检测方法，其特征在于:它包括以下步骤: 步骤1、初步分析，确定工期:查看分析待测区域内的管道设计、管道运行以及操作文件，根据管道的特点，初步判断可能发生管道缺陷的位置，整理出可能需要计划修复和紧急修复的管道线路段，并确定检测修复的完成周期； 步骤2、地面清理，标记路线:对待测管道的路径进行目测，并将管道轴线两旁的灌木和植被进行清理，确保管道的轴线两旁一定范围内无灌木，并记录管道周围的地形与建筑物，通过管道路径搜索器探测管道路径，并在地面上标记管道的轴线，再利用GPS定位系统确定路径控制点或者临时参考标记位置、以及检测零点，每间隔一定距离处以及路径转角处作地位桩，并细化工程中各路径段的具体工作量和技术情况； 步骤3、管道检测:操作员采用无接触式扫描磁力计，沿着标注的管道轴线上移动，速度小于等于2m/s，磁力计自动感应管道上的磁场应力值，并输入磁力计的存储器中保存； 步骤4、检测数据的分析处理:将管道路径上的磁场应力值，结合异常区沿管道轴线方向及背景“静区”中磁场强度分布的密度的关系，确定各个检测点的综合指数，根据该综合指数确定磁异常的管道部分坐标，并估计该坐标处管道的缺陷危险等级，以及管道总体应力情况对管道技术情况分类； 步骤5、数据结果的处理:在管道路径上标记需挖掘校验坑的位置并进行挖掘，在校验坑内运用传统方法进行附加的管道接触...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯曲波，胡祥云，廖柯熹，余杰，
申请(专利权)人：四川汇正管道技术有限公司，
类型：发明
国别省市：