[发明专利]一种基于不同时间非接触检测对比管道磁场强度判断管道安全性的方法

说明书

本发明提供了一种基于不同时间非接触检测对比管道磁场强度判断管道安全性的方法。该方法可实现长距离油气输送管道缺陷的对比检测和评价，保障管道全生命周期的安全。该方法主要由六个步骤实现：步骤一，通过基线检测获取参照数据；步骤二，在基线检测的基础上，进行下一次检测；步骤三，基于基线检测和当前检测数据计算管道的自漏磁场畸变率；步骤四，根据自漏磁场畸变率，划分各管段的缺陷等级；步骤五，根据自漏磁场畸变速度确定下一个检测周期；步骤六，重复步骤二、三、四和五进入下一个检测周期，直到管道停止服役。该方法的实现的流程如摘要附图所示。

技术领域

本发明专利属于管道无损检测领域，特别是一种用于埋地钢质管道缺陷非接触检测和在线诊断的方法。

技术背景

2019年底，中国油气长输管道总里程已达13.9万千米，其中天然气管道约8.1万千米，原油管道约2.9万千米，成品油管道约2.9万千米。根据国家发改委2017年印发的《中长期油气管网规划》，到2025年，全国油气管网规模要达到24万公里。我国油气管网规模的不断扩大，对管道的安全维护提出了更高的要求。管道无损检测是提前发现管道缺陷，防止管道发生泄漏，火灾和爆炸等事故的重要手段。管道缺陷检测是指在不损害或不影响管道运行,不伤害管道的前提下，利用管材缺陷引起的内部结构异常和声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对管道缺陷的类型、形状、位置、尺寸、分布等进行检查和测试的方法。

钢质管道缺陷检测的方法包括超声波检测、超生导波检测、涡流检测、磁粉检测、漏磁检测、非接触式磁记忆检测等。其中，前四种检测属于局部检测技术，无法实现全管线，大范围检测。漏磁检测和非接触式磁记忆检测能够快速检测管道缺陷，从而对整条管道的健康状况进行评价。因此，漏磁检测作为一种管道内检测技术，在油气管道输送领域获得了广泛的应用。与漏磁检测相比，非接触式磁记忆检测是一种管道外检测技术，可以实现管道缺陷的非接触(开挖)检测。该技术不受管道尺寸的限制，不需要额外的磁化设备，不造成磁污染。

管道非接触式磁记忆检测技术是利用管道在大地磁场中发生磁化形成的自漏磁场对管道的缺陷进行诊断。管道缺陷会导致管道应力状态的变化或磁性材料的损失，从而导致管道自漏磁场发生畸变。基于缺陷处管道的自漏磁场发生畸变的原理，自漏磁场发生明显变化的区域即为缺陷位置。这种方法通过对比管道沿线的自漏磁场信号，实现对缺陷的定位和识别，具有明显的不足：(1)管道的埋深对自漏磁场磁感应强度的影响很大，管道沿线埋深的变化会导致自漏磁场磁感应强度的变化，从而会干扰缺陷的判断；(2)由于焊接材料的存在和焊接操作可能导致的应力集中，焊缝处管道的自漏磁场可能会发生明显变化，从而可能错误地将焊缝识别为缺陷。

基于以上分析表明，目前急需一种新的基于自漏磁场的埋地钢质管道缺陷在线诊断方法，以解决由于埋深变化和焊缝引起的干扰，提高管道缺陷识别的可靠度。

因此，本发明提出了一种基于不同时间非接触检测对比管道磁场强度判断管道安全性的方法。该方法通过分析两次检测信号，实现对管道缺陷的识别和定位。该方法可以消除管道埋深变化和焊缝引起的干扰，实现埋地管道缺陷的非接触精确识别和定位，保障管道的安全。此外，该方法通过对比分析实现，不需要复杂的理论计算，对检测操作人员的知识水平要求低，有利于降低检测成本和大范围推广应用。

发明内容

(1)初始检测。初始检测是对某条已投入运行的管道首次进行自漏磁场信号采集。信号采集采用磁力梯度仪和GPS定位仪完成。磁力梯度仪的误差应小于5nT/m，GPS定位仪的误差应小于5m。每隔5m采集一次自漏磁场信号。自漏磁场信号为磁力梯度仪获取的测量点自漏磁场空间三分量的值(G_x,1，G_y,1，G_z,1)。此外，为了定位测量点，测量点的经度，纬度，海拔和管道里程将通过GPS定位仪获取并记录。以上7个参数构成一组数据且整条管道由n组数据组成，对应于n个管段。表1为数据记录表。

表1数据记录表