论文部分内容阅读
摘要：考虑到油气管道相对于外部磁场磁化到非饱和状态时，本文主要介绍了漏磁检测的一些相关原理和各部分的结构。相关技术人员通过利用装置在一定程度上进行大量试验，设计了试验装置的模型，在一定程度上进一步探究钢板厚度对漏磁效果的影响。
关键词：钢板;漏磁;检测;磁场;
引言：
由于输送介质的腐蚀，油气管道事故经常发生。目前，基于漏磁检测的管道内部检测方法在国际管道行业中得到了广泛应用。相关技术人员通过将检测设备送入管内，设备沿管内壁移动，实时检测并通过后续数据处理描述管道状态。为了满足油气管道可以进行高压和水下管道作业的刚度要求，相关技术人员在填充时需要选择一定标准的钢管厚度。当磁化装置的磁化能力固定时，管道厚度的增加使石油和天然气管道变得困难。为了解决这一问题，用于检测不同厚度的钢板，相关技术人员需要模拟钢管检测情况。通过试验，获得漏磁信号的规律，并估算漏磁检测装置的实际情况，在一定程度上进一步完善漏磁效果检测技术。
一、漏磁检测原理
为了进行检测，当管壁完好且管材料均匀时，永磁体磁化为待测部分。正常情况下，所有磁性电源线均组成磁路。目前来看，如果管壁上存在缺陷，穿过缺陷的部分磁电源线仍将穿过磁路，但少量磁电源线将在缺陷处变形，超出缺陷边缘，离开管壁，泄漏到周围空气中。带有磁性传感器的检测探头连接到磁性软铁上。检测时，探头随磁化装置移动，在一定程度上进一步达到检测目的。当探头穿过有缺陷的自由管壁时，输出电压保持不变，因为漏磁通量没有变化;当穿过缺陷管壁时，检测到缺陷。一般的电压变化主要是以达到故障检测的目的，然后进一步通过分析漏磁信号可以准确地评估缺陷。
二、漏磁检测装置的研制
1.漏磁检测装置的结构
如果钢板无限大，磁路设计合理，钢板测得的面积仍可能达到磁饱和状态，这为检测漏磁所需的局部磁场成分条件提供了理论依据。对钢板进行磁化，使其几乎达到饱和。磁力线通过由钢板、空气、永磁体和波长组成的磁路形成回路。
2.放大系统
磁化系统由激励源和波组成。永磁体是钢板的磁源，可实现几乎饱和磁化。形成一个完全闭合的磁路。通常由具有良好导磁性的低碳钢制成。虽然永磁体和电磁铁都可以用作加热系统的激励源，但电磁铁需要外部电源。它具有磁性强、质量轻的优点。它是一种适合实验设计的永磁体。
3.探测探头
检测探头用于收集磁信号并以电信号形式传输。传感器具有高灵敏度特性，满足实验设计要求。因此，选择它作为磁通量检测传感器。走廊中的传感器探头根据具体设计进行，为确保检测灵敏度，门传感器应与耐磨底座紧密连接并封闭。
4.数据收集模块
数据采集卡通常用在传感器的输出电压。来自检测设备的系统噪声和引入检测过程的多分量噪声对检测信号有重大影响。同时，来自漏磁的信号很弱，因此传感器的电压变化是非常小的。如果输出信号未经滤波，磁通量输出信号将在噪声中关闭，无法有效识别。因此，有必要对输出电压信号进行滤波和放大，以减少和消除干扰，从而提高检测次数。
5.显示模块
目前来看，在检测过程中，显示器实时显示动态波形信息。数据采集程序由公里周期输出脉冲控制。输出信号经过滤波放大器后发送至数据采集卡。同时，它以数字量发送到计算机，以便处理和存储在硬盘中，相关技术人員还应该及时观察显示试验中的波形。当示波器用于显示时，应确保与显示的两个信号对应的路径传感器通过缺陷。
三、钢板厚度与信号振幅之比
试验包括分析非饱和磁场的状态，以及在确定磁化装置时，通过改变钢板厚度来分析不再可检测的缺陷。试验中未采用固定钢板厚度和改变抗拉强度的试验计划随着永磁体电压的增加，永磁板与钢板之间的磁拉力将显著增加，而磁拉力的增加将使钢板上的检测设备非常差。永磁的设计有一个固定的值，所以说磁化强度的使用是非常困难的。根据数据分析，板厚的不断增加，电压的绝对值在一定情况下有可能减小，为了获得缺陷漏磁场的实际大小，使用测量待测钢板缺陷对侧的漏磁场强度。结果表明，在电压强度相同的情况下，当钢板厚度增加到一定值时，其磁不饱和 待测钢板磁化区域内的磁场强度从饱和变为非饱和。试验结果表明，在电压强度一定的情况下，当钢板厚度达到一定值且缺陷相对较小时，由于缺陷处钢板截面较大且内部磁场不饱和，钢板厚度对漏磁检测效果没有影响，因此无法应用磁放电原理检测缺陷。
其他因素与信号幅值的关系，值得注意的是，探头位置与信号振幅之间存在一定的相关性。当检测探头逐渐远离缺陷位置时，信号幅值减小，特别是当小提升杆效应发生变化时，信号的相对变化较大。为了保证信号的正确性，探头靠近被测钢板表面，装置没有配备电源系统，而是通过手动推动操作。手动推送的问题是设备不能以相同的速度运行。需要注意的是，当缺陷以更快的速度通过时，信号周期略小。当它缓慢通过缺陷时，信号周期稍长，但两个振幅相同，因此检测速度对信号对磁通量的影响很小。
四、有限元模拟分析
相关技术人员在一定情况下进一步探究钢板厚度对漏磁效果检测的影响，发现磁通量检测装置的结构主要检测装置组成。利用对设备的三维有限元模型进行了仿真分析，检测部分主要是霍尔传感器。在模拟计算过程中，相关技术人员应根据模型建立两层空气冲程结构，以使结果更加准确。当模拟模型固定且钢板厚度从7mm上升到20mm时，沿钢板厚度切线方向的磁感应强度分布，同时，当钢板厚度增加到一定范围时，缺陷磁感应强度的最高绝对值从70mT降至约MT 25，与试验结论一致。
总结：
相关技术人员在采用一定质量的永磁体作为磁源的钢板漏磁检测仪，在一定情况下可检测钢板的相对深度缺陷。目前来看，在相同的热源强度下，钢板从磁饱和状态变为非饱和状态，所以说，通过采用一定质量的永磁体可以在一定程度上完善漏磁效果检测技术，从而进一步加强钢板的检测技术水平。
参考文献
[1]范向红，王少华，那晶.我国管道漏磁检测技术及其成就[J].石油科技，2007（4）：55-57.
[2]康中尉，罗飞路.潘孟春，等.钢管表面缺陷检测用交变漏磁检测系统[J].无损检测，2006.28<4）：189-191.
关键词：钢板;漏磁;检测;磁场;
引言：
由于输送介质的腐蚀，油气管道事故经常发生。目前，基于漏磁检测的管道内部检测方法在国际管道行业中得到了广泛应用。相关技术人员通过将检测设备送入管内，设备沿管内壁移动，实时检测并通过后续数据处理描述管道状态。为了满足油气管道可以进行高压和水下管道作业的刚度要求，相关技术人员在填充时需要选择一定标准的钢管厚度。当磁化装置的磁化能力固定时，管道厚度的增加使石油和天然气管道变得困难。为了解决这一问题，用于检测不同厚度的钢板，相关技术人员需要模拟钢管检测情况。通过试验，获得漏磁信号的规律，并估算漏磁检测装置的实际情况，在一定程度上进一步完善漏磁效果检测技术。
一、漏磁检测原理
为了进行检测，当管壁完好且管材料均匀时，永磁体磁化为待测部分。正常情况下，所有磁性电源线均组成磁路。目前来看，如果管壁上存在缺陷，穿过缺陷的部分磁电源线仍将穿过磁路，但少量磁电源线将在缺陷处变形，超出缺陷边缘，离开管壁，泄漏到周围空气中。带有磁性传感器的检测探头连接到磁性软铁上。检测时，探头随磁化装置移动，在一定程度上进一步达到检测目的。当探头穿过有缺陷的自由管壁时，输出电压保持不变，因为漏磁通量没有变化;当穿过缺陷管壁时，检测到缺陷。一般的电压变化主要是以达到故障检测的目的，然后进一步通过分析漏磁信号可以准确地评估缺陷。
二、漏磁检测装置的研制
1.漏磁检测装置的结构
如果钢板无限大，磁路设计合理，钢板测得的面积仍可能达到磁饱和状态，这为检测漏磁所需的局部磁场成分条件提供了理论依据。对钢板进行磁化，使其几乎达到饱和。磁力线通过由钢板、空气、永磁体和波长组成的磁路形成回路。
2.放大系统
磁化系统由激励源和波组成。永磁体是钢板的磁源，可实现几乎饱和磁化。形成一个完全闭合的磁路。通常由具有良好导磁性的低碳钢制成。虽然永磁体和电磁铁都可以用作加热系统的激励源，但电磁铁需要外部电源。它具有磁性强、质量轻的优点。它是一种适合实验设计的永磁体。
3.探测探头
检测探头用于收集磁信号并以电信号形式传输。传感器具有高灵敏度特性，满足实验设计要求。因此，选择它作为磁通量检测传感器。走廊中的传感器探头根据具体设计进行，为确保检测灵敏度，门传感器应与耐磨底座紧密连接并封闭。
4.数据收集模块
数据采集卡通常用在传感器的输出电压。来自检测设备的系统噪声和引入检测过程的多分量噪声对检测信号有重大影响。同时，来自漏磁的信号很弱，因此传感器的电压变化是非常小的。如果输出信号未经滤波，磁通量输出信号将在噪声中关闭，无法有效识别。因此，有必要对输出电压信号进行滤波和放大，以减少和消除干扰，从而提高检测次数。
5.显示模块
目前来看，在检测过程中，显示器实时显示动态波形信息。数据采集程序由公里周期输出脉冲控制。输出信号经过滤波放大器后发送至数据采集卡。同时，它以数字量发送到计算机，以便处理和存储在硬盘中，相关技术人員还应该及时观察显示试验中的波形。当示波器用于显示时，应确保与显示的两个信号对应的路径传感器通过缺陷。
三、钢板厚度与信号振幅之比
试验包括分析非饱和磁场的状态，以及在确定磁化装置时，通过改变钢板厚度来分析不再可检测的缺陷。试验中未采用固定钢板厚度和改变抗拉强度的试验计划随着永磁体电压的增加，永磁板与钢板之间的磁拉力将显著增加，而磁拉力的增加将使钢板上的检测设备非常差。永磁的设计有一个固定的值，所以说磁化强度的使用是非常困难的。根据数据分析，板厚的不断增加，电压的绝对值在一定情况下有可能减小，为了获得缺陷漏磁场的实际大小，使用测量待测钢板缺陷对侧的漏磁场强度。结果表明，在电压强度相同的情况下，当钢板厚度增加到一定值时，其磁不饱和 待测钢板磁化区域内的磁场强度从饱和变为非饱和。试验结果表明，在电压强度一定的情况下，当钢板厚度达到一定值且缺陷相对较小时，由于缺陷处钢板截面较大且内部磁场不饱和，钢板厚度对漏磁检测效果没有影响，因此无法应用磁放电原理检测缺陷。
其他因素与信号幅值的关系，值得注意的是，探头位置与信号振幅之间存在一定的相关性。当检测探头逐渐远离缺陷位置时，信号幅值减小，特别是当小提升杆效应发生变化时，信号的相对变化较大。为了保证信号的正确性，探头靠近被测钢板表面，装置没有配备电源系统，而是通过手动推动操作。手动推送的问题是设备不能以相同的速度运行。需要注意的是，当缺陷以更快的速度通过时，信号周期略小。当它缓慢通过缺陷时，信号周期稍长，但两个振幅相同，因此检测速度对信号对磁通量的影响很小。
四、有限元模拟分析
相关技术人员在一定情况下进一步探究钢板厚度对漏磁效果检测的影响，发现磁通量检测装置的结构主要检测装置组成。利用对设备的三维有限元模型进行了仿真分析，检测部分主要是霍尔传感器。在模拟计算过程中，相关技术人员应根据模型建立两层空气冲程结构，以使结果更加准确。当模拟模型固定且钢板厚度从7mm上升到20mm时，沿钢板厚度切线方向的磁感应强度分布，同时，当钢板厚度增加到一定范围时，缺陷磁感应强度的最高绝对值从70mT降至约MT 25，与试验结论一致。
总结：
相关技术人员在采用一定质量的永磁体作为磁源的钢板漏磁检测仪，在一定情况下可检测钢板的相对深度缺陷。目前来看，在相同的热源强度下，钢板从磁饱和状态变为非饱和状态，所以说，通过采用一定质量的永磁体可以在一定程度上完善漏磁效果检测技术，从而进一步加强钢板的检测技术水平。
参考文献
[1]范向红，王少华，那晶.我国管道漏磁检测技术及其成就[J].石油科技，2007（4）：55-57.
[2]康中尉，罗飞路.潘孟春，等.钢管表面缺陷检测用交变漏磁检测系统[J].无损检测，2006.28<4）：189-191.