[发明专利]一种非缺陷钢质管道自漏磁场磁感应强度的计算方法

摘要

本发明提供了一种非缺陷钢质管道自漏磁场磁感应强度的计算方法，属于石油与天然气管道检测技术领域。所述计算方法包括五个步骤，第一，对管道基础资料进行收集；第二，对管道所处环境的地磁场进行测量；第三，采用应力磁化模型对管道的磁化强度进行计算，得到管道上任意位置的磁化强度；第四，采用自漏磁场模型对管道的自漏磁场三分量进行计算，得到非缺陷钢质管道自漏磁场磁感应强度三分量的值；第五，在自漏磁场三分量确定的基础上，对管道自漏磁场磁感应强度总量进行计算。本发明的计算方法简单实用，可准确地对非缺陷管道自漏磁场磁感应强度总量和三分量进行计算，从而为管道磁异常的定量判断提供理论支撑，提高缺陷识别的可靠性。

主权项

1.一种非缺陷钢质管道自漏磁场磁感应强度的计算方法，其特征在于，该非缺陷钢质管道自漏磁场磁感应强度的计算方法主要包括以下步骤：步骤一，管道基础资料收集，主要包括管道的材料、管径、壁厚、运行压力、管道的埋深、管道的长度、以及管材的屈服强度和饱和磁化强度；步骤二，地磁场的测量，采用磁传感器对管道所处环境中的地磁场三分量进行测量，得到水平面内垂直于管道轴向的地磁场分量、沿管道轴向方向的地磁场分量和垂直于地平面向上的地磁场分量；步骤三，非缺陷管道磁化强度的计算，根据步骤一和步骤二的结果，将管道外径、管道壁厚、管道运行压力、管道屈服强度、管道的饱和磁化强度、水平面内垂直于管道轴向的地磁场分量、沿管道轴向方向的地磁场分量和垂直于地平面向上的地磁场分量代入公式(1)～(3)，对非缺陷管道磁化强度进行计算，得到管道上任意位置的磁化强度；步骤四，非缺陷管道自漏磁场磁感应强度三分量的计算，在得到管道的磁化强度后，将管道的长度、管道的埋深，以及计算点处的坐标代入公式(4)～(7)，对计算点处的自漏磁场磁感应强度三分量进行计算；步骤五，在得到非缺陷管道自漏磁场磁感应强度三分量后，对自漏磁场的磁感应强度总量进行计算；公式(1)～(7)如下所示：式中，Mx——管道上某一微元体x轴方向的磁化强度，A/m；My——管道上某一微元体y轴方向的磁化强度，A/m；Mz——管道上某一微元体z轴方向的磁化强度，A/m；Ms——管道的饱和磁化强度，A/m，取1.6×106A/m；P——管道的运行压力，Pa；D——管道的外径，m；δ——管道的壁厚，m；σs——管道的屈服强度，MPa；——管道上应力点与管道截面中心之间连线与x轴的夹角；α，b——与材料性质有关的修正常数，对于低碳钢取1；Gx——水平面内垂直于管道轴向的地磁场分量，A/m；Gy——沿管道轴向方向的地磁场分量，A/m；Gz——垂直于地平面向上的地磁场分量，A/m；Bx——管道自漏磁场磁感应强度在x轴方向的分量，A/m；By——管道自漏磁场磁感应强度在y轴方向的分量，A/m；Bz——管道自漏磁场磁感应强度在z轴方向的分量，A/m；u0——真空磁导率，取4π×10‑7，π为圆周率，取3.14；xp——任意一点P处x方向的坐标；yp——任意一点P处y方向的坐标；zp——任意一点P处z方向的坐标；L——管道的长度的一半，m；r——管道上任意一点到P点的距离；l——管道上任意一点y方向的坐标。