專利名稱：管道螺旋焊縫類裂紋缺陷三軸漏磁內檢測線信號識別方法
技術領域：
本發明是一種管道螺旋焊縫類裂紋缺陷三軸漏磁內檢測線信號識別方法。涉及測 量磁變量和管道系統技術領域
背景技術：
由于受當時技術水平和基礎設備等條件的限制，我國在上世紀70年代所建設的 管道含有大量螺旋焊縫缺陷，造成多次開裂事故。如何檢測到螺旋焊縫缺陷成為管道管理 者最急需解決的問題。但在當前的內檢測技術中，傳統漏磁檢測設備無法檢測到螺旋焊縫 缺陷，超聲裂紋檢測器受到本身缺陷存在螺旋角度的限制也無法檢測，只有三軸高清漏磁 檢測技術檢測到了螺旋焊縫缺陷異常。目前在三軸高清漏磁內檢測器可以發現螺旋焊縫缺 陷信號異常，但無法判定是否是未熔合或未焊透等缺陷。如果無法通過內檢測檢測出螺旋 焊縫缺陷位置，則無法進行針對性修復，隨時都有可能造成螺旋焊縫開裂泄露事故，是老管 道運行的一大安全隱患。
發明內容
本發明的目的是發明一種對三軸高清漏磁內檢測信號特征中判定缺陷信號識別 簡單、可靠的管道螺旋焊縫類裂紋缺陷三軸漏磁內檢測線信號識別方法。根據當前在三軸高清漏磁內檢測器可以發現螺旋焊縫缺陷信號異常，但無法判定 是否是未熔合或未焊透等類裂紋缺陷的難題，本發明的解決的技術路線是根據內檢測器對 缺陷的信號識別原理，通過對缺陷信號特征的統計和真實缺陷的對應，找出信號特征。本發明的技術方案螺旋焊縫類裂紋缺陷主要為未熔合或未焊透，該兩類缺陷具有一定的漏磁效應， 因此能夠產生一定的漏磁信號。如果在三軸高清漏磁內檢測信號中同時具備如下四個條 件，則認為螺旋焊縫中存在未熔合或未焊透等類裂紋缺陷1)軸向信號為單脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值至少 為正常焊縫信號最大幅值，即信號高度幅值等于或大于20mm ；表現示意見圖1 ；2)徑向信號為雙向脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值至 少為正常焊縫信號最大幅值，即信號高度幅值應等于或大于60mm ；表現示意見圖2 ；3)切向信號為裂紋和金屬損失信號，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高 度幅值至少為正常焊縫信號最大幅值，即信號高度幅值應等于或大于20mm ；表現示意見圖 3 ；4)上述三組信號沿螺旋焊縫方向連續變化的長度大于10mm，表現示意見圖1，2， 3。三軸高清漏磁檢測器利用四個三向霍爾傳感器代替傳統的4線圈傳感器，能記錄 三個獨立軸向的漏磁信號(傳統的漏磁工具只能記錄一個或兩個方向)，能在一次檢測中 同時發現普通缺陷和軸向缺陷。這就不僅可提供較高可信水平的缺陷數據，提高了對常規缺陷的檢測精度，以更好的識別嚴重缺陷，而且對其它類型缺陷也提高了可探險性。三軸漏 磁檢測器的優點是適用于高精度要求，軸向缺陷，含水介質和低速率檢測，誤差精度與傳統 漏磁相比提高10%，其缺點是檢測成本較高(與傳統漏磁相比)，傳感器數量是傳統漏磁檢 測器的3倍，信號處理工作量也就是傳統漏磁檢測器的3倍，且傳感器更加昂貴(霍爾傳感 器)三軸漏磁高清內檢測能夠記錄檢測管道的軸向(Axial)、徑向(Radial)、橫向 (Transverse)三個方向的漏磁分量，通過專門的漏磁數據讀取工具分析管道缺陷處三個方 向的漏磁分量可以判斷缺陷的深度、長度、寬度等特征信息。近年來，國內許多學者、專家在 漏磁檢測方面也做了很多工作，基本上確定了漏磁場信號與管道缺陷特征之間的關系。一 般來說，漏磁場的水平分量關于縱軸對稱，且在原點有極大值，垂直分量關于原點對稱，且 在靠近原點兩側各有一個大小相等正負相反的極值；漏磁場的幅值反映缺陷的深度特征， 隨缺陷深度增加幅值變大，漏磁場的信號寬度反應缺陷的長度特征，隨缺陷長度增加信號 寬度變大。大量研究結果表明，定量計算缺陷寬度、深度相對長度要復雜，因為相同深度的 缺陷，缺陷的長寬比不一樣，漏磁場的幅值差別也較大，相鄰缺陷的漏磁信號與缺陷間距和 兩缺陷的深度也有關系。由上可知，由于本發明內檢測信號判定方法是通過一定的規則、利用識別出三軸 高清漏磁內檢測器發現的信號異常特征判定是否為未熔合或未焊透等類裂紋缺陷，解決了 三軸高清漏磁內檢測器對螺旋焊縫中未熔合或未焊透等類裂紋缺陷的識別問題，提高了內 檢測器識別該類缺陷能力，解決了螺旋焊縫嚴重缺陷的檢測問題，提高了完整性管理水平。 同時本方法不僅對內檢測螺旋焊縫異常缺陷信號識別簡單、可靠，而且易于學習和應用。
圖1三軸高清漏磁內檢測軸向信號波形2三軸高清漏磁內檢測徑向信號波形3三軸高清漏磁內檢測切向信號波形4管道上真實缺陷對應三軸高清漏磁內檢測軸向信號波形5管道上真實缺陷對應三軸高清漏磁內檢測徑向信號波形6管道上真實缺陷對應三軸高清漏磁內檢測切向信號波形圖
具體實施例方式實施例.本例是在某Φ 720mm管道上作的現場工業試驗。本例是該管道上真實缺陷特征和三軸高清漏磁內檢測信號，詳見圖4-圖6。它是根據本發明的判定方法，在管道上將缺陷處切除后驗證試樣。在管道上一處 有真實缺陷，經三軸高清漏磁內檢測，得如圖4所示軸向信號波形圖、如圖5所示徑向信號 波形圖和如圖6所示切向信號波形圖。該軸向信號波形圖中有單脈沖波，波形方向與金屬 增加信號方向相反，信號高度幅值為73mm，超過正常焊縫信號最大幅值；徑向信號為雙向 脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值為206mm，超過正常焊縫信號最 大幅值；切向信號為裂紋和金屬損失信號，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅 值為77mm，超過常焊縫信號最大幅值；并上述三組信號沿螺旋焊縫方向連續變化的長度大于10mm。故確定此處為未熔合 缺陷。 實測的結果完全與實際相符，也就驗證了此方法的正確性。
權利要求
一種管道螺旋焊縫類裂紋缺陷三軸漏磁內檢測線信號識別方法，其特征是在三軸漏磁內檢測信號中同時具備如下四個條件，則螺旋焊縫中存在未熔合或未焊透類裂紋缺陷1)軸向信號為單脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值等于或大于20mm；2)徑向信號為雙向脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值等于或大于60mm；3)切向信號為裂紋和金屬損失信號，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值等于或大于20mm；4)上述三組信號沿螺旋焊縫方向連續變化的長度大于10mm。
全文摘要
本發明是一種管道螺旋焊縫缺陷三軸高清漏磁內檢測信號識別的方法。涉及測量磁變量和管道系統技術領域。它是在三軸漏磁內檢測信號中同時具備如下四個條件，則螺旋焊縫中存在未熔合或未焊透類裂紋缺陷1)軸向信號為單脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值等于或大于20mm；2)徑向信號為雙向脈沖波，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值等于或大于60mm；3)切向信號為裂紋和金屬損失信號，波形方向與金屬增加信號方向相反，信號高度幅值等于或大于20mm；4)上述三組信號沿螺旋焊縫方向連續變化的長度大于10mm。本方法不僅對內檢測螺旋焊縫異常缺陷信號識別簡單、可靠，而且易于學習和應用。
文檔編號G01B7/02GK101968463SQ20091009007
公開日2011年2月9日 申請日期2009年7月27日 優先權日2009年7月27日
發明者馮慶善, 周利劍, 宋漢成, 張永盛, 張海亮, 燕冰川, 王學力, 王富祥 申請人:中國石油天然氣股份有限公司