[发明专利]一种基于永磁结构的管道退磁装置及其应用

说明书

本发明涉及一种基于永磁结构的管道退磁装置及其应用，由中心件及分布在中心件上的永磁体组成，在管道管壁内由前至后的轴向方向上形成方向交替变化的磁场，磁场强度逐渐减小，该装置可以采用内置式结构或外置式结构应用于管道退磁。与现有技术相比，本发明在空间上构造出一组稳定的交变衰减磁场，当已被磁化的管道与这组交变衰减磁场在空间上产生相对位移，使管道的管壁经历这组交变衰减磁场，即可实现退磁的目的。

技术领域

本发明涉及一种退磁装置，尤其是涉及一种基于永磁结构的管道退磁装置及其应用。

背景技术

随着石油、天然气等能源和化工工业的发展，输送管道随之在全世界进行了广泛的部署，各种口径的管道总长度难以计数。这些管道受到输送对象和周围环境的作用、或战争等人为因素的破坏，发生了腐蚀减薄、穿孔断裂等情况，造成了泄漏甚至爆炸。

管道内检测技术可在不影响管道正常运营的情况下，在管道内投运带有检测装置的设备，有效检测出管道内的变形、腐蚀等金属缺陷，并进行准确定位，为管道安全运营提供科学的维护依据。管道漏磁检测(MFL:Magnetic Flux Leakage)就是一种行之有效的内检测技术，可以有效对不同口径的天然气、石油等管道进行健康状态检查。

当管道漏磁检测设备被投放到管道内部，设备在管道内压力的作用下沿管线运动。检测设备自身携带有一段磁性节，磁性节可以将所经过的管壁饱和磁化，并与管壁形成磁回路。如果管壁上有缺陷，管壁内的磁力线将围着缺陷重新分布，有一部分磁力线泄漏出来进入到周围介质。泄漏的磁场被位于磁极之间、紧贴管壁周向密布放置的霍尔探头检测，这些信号经过滤波、放大、转换处理后被记录到存储器中，检测结束后经数据分析系统处理，对其进行判断识别，以此来检测管道的腐蚀状态。

管道漏磁检测技术会产生一个新的问题：油气管道在检测时被饱和磁化，并且剩磁残留在管道基体内且未被消除。采用不同工艺、不同牌号材料生产的管道，会有不同的磁性能特性参数，其残留的剩磁大小也不同。

在管道内残留磁性有几个问题：

1)残留磁性的管道，对后续漏磁检测的精度会造成影响。

2)对管道维修电焊产生不利影响。管道维修往往需要采用电焊工艺，但是对有残余磁性的管道进行电焊，会产生偏弧、飞弧，极大地影响焊接质量。

那么如何给管道退磁，就衍生出了一个新的技术专题。

为了消除这种残余磁性对后期维修焊接的影响，人们在管道切开后只能采用局部退磁的方法。例如，在焊接部位缠绕电缆，用通电电缆产生的磁场来对消原有的残余磁性。但由于管道已经在全线被饱和磁化，即使采用了缠绕法局部退磁，远处的磁性会不断传递过来，难以取得理想的效果。而且管道的牌号各不相同，其残余磁性各不相同，对于磁化较严重的场合，切缝中的磁场强度甚至达到2000Gs以上，更增加了退磁的难度，无法形成有效的标准作业。美国石油协会(API)，对经过电磁检测后油管中的剩磁做了说明和规定，建议检测后的管道剩磁应小于30Gs。

目前，常规退磁方法有高温退磁、线圈退磁、搭铁退磁等几种方法。高温退磁需要将铁磁工件加热到居里点以上，在没有外界磁场的环境下冷却即可退磁。但是由于工程实施、成本等原因，限制了其在工程实际中的应用。线圈退磁通过在管道上缠绕线圈，施加交流电来进行退磁。搭铁退磁是在管道接缝处放置导磁材料，由于导磁材料相当于提供了短路通道，使磁力线尽可能多的穿入导磁材料，而减小了焊接处的磁场强度，以此来实现焊接的目的。这种方法俗称搭铁法。然而，上述方法无法实现将整根管道进行退磁，它们都是在管道维修时临时进行的局部退磁处理，这样既影响工程维修进度，又影响工程实施质量。因此，市场急需解决管道在线退磁的方法，在管道检测完成后就实现退磁的目的，并亟待产生新技术、新设备。