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漏磁检测基本方法 从磁粉检测发展到漏磁检测发展到定量漏磁检测油井管中的应用输油管中的应用 Visual LiquidPenetrant MagneticParticle EddyCurrent Ultrasonic X ray Microwave AcousticEmission Thermography LaserInterferometry Replication FluxLeakage AcousticMicroscopy MagneticMeasurements TapTesting 无损检测方法 磁粉检测 检测元件 漏磁无损检测以磁场为工作媒介 以磁敏感器件为测试手段的机械化 自动化 智能化检测方法 从磁粉探伤发展到漏磁检测 漏磁无损检测及相关概念 缺陷 伤 的分类 探伤的目的是发现缺陷 伤 按照定义角度不同 有如下分类 1 横向伤 纵向伤 斜向伤 2 内伤 外伤 3 自然伤 人工伤 4 点状伤 线状伤 体状伤 全方位探伤 磁化原理 钢板的直流磁化 使被检工件饱和磁化是实现漏磁无损检测的关键的第一步 将钢板夹在磁扼内 如果通过线圈的电流为I 线圈匝数为n 则产生的磁动势Vw的大小等于电流与线圈匝数乘积 Vw I n 磁化原理 钢板的直流磁化 铁磁性材料的B H曲线 在均匀状态下 以下公式适用 B F和HE V L式中 F 钢板的横断面积 L 钢板的长度V 钢板上的磁动势 通过钢板的磁通量B 钢板内的磁通密度 HE 钢板内的磁场强度 磁化原理 钢板的直流磁化 漏磁场及其分量 用霍尔元件可以分别测得漏磁场的水平及垂直分量 霍尔效应是磁电效应的一种 这一现象是美国物理学家霍尔 A H Hall 1855 1938 于1879年在研究金属的导电机构时发现的 当电流垂直于外磁场通过导体时 在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差 这一现象便是霍尔效应 这个电势差也被叫做霍尔电势差 磁化原理 钢板的直流磁化 裂纹背面的漏磁场 钢管内壁伤的裂纹漏磁场变化 可见 钢管内壁上的裂纹漏磁场垂直分量检测信号 信号峰峰间隔距离b 壁厚 探头提离h之间的关系 漏磁无损检测及相关概念 横向缺陷检测原理 纵向缺陷检测原理 探头固定 管直线运动对横向伤敏感 探头旋转 管直进对纵向伤敏感 直流漏磁检测方法 磁化及磁化器设计 横向探伤机磁化器设计 横向伤漏磁检测原理 磁化及磁化器设计 横向探伤机磁化器设计 直流线圈磁化方式 结构简单 电气易实现 磁化能力强 易调整 成本低等优势 其典型结构包括单线圈开路磁化结构和双线圈开路磁化结构 单线圈磁场变化曲线 双线圈中间近似均匀场 空间大 便于探头机构的设计 安装 拆卸 磁化及磁化器设计 横向探伤机磁化器设计 应用实例 磁化及磁化器设计 纵向探伤机磁化器设计 单边磁化结构 双边磁化结构 磁化及磁化器设计 纵向探伤机磁化器设计 应用实例 探头靴 探头单边安装 探头中间安装 横向缺陷检测方法 对角线磁化 局部磁化 纵向缺陷检测方法 从直流漏磁发展到交流漏磁检测 磁轭式 钢管 钢棒 从管外到管内漏磁检测 标准探头结构 Trailcoils PowerfulMagnets Mainreceivingcoils leadcoils 多单元探头结构 Multi coilcircumferentialarray Walllossdetectioncoil 输油管道检测机器人 管道猪Pigging 跟踪 从漏磁单检测探头到阵列检测探头 单点线阵面阵多层 走向与信号 抽油杆 输油管 油管 钻杆 套管 储罐 钢丝绳 录井钢丝 测井电缆 油井管漏磁无损检测 中国 全世界的管加工中心 2006年 全球56 的油井管在中国制造 2007年 全球60 的油井管在中国制造 2008年 全球70 的油井管在中国制造 雨后春笋生长的无逢管厂 引发 2009年08月欧盟对中国无逢钢管的反倾销案 2009年10月美国对中国无逢钢管的反倾销案 偏磨 锈蚀 纵横向裂纹 锈蚀 磨损 缺陷的深度 剩余壁厚截面积 主要缺陷 因此 要求固定探头沿管杆周向布置的独立检测单元 或旋转探头沿管轴向布置的独立检测单元越多越好 第1步 裂纹产生的漏磁场是三维场 磁场分布与裂纹长度 宽度和深度有关 检测信号是二维信号 信号波形与裂纹的宽度和深度有关 一次消元 当检测探头敏感的宽度小于裂纹的长度时检测信号不受裂纹长度的影响 裂纹深度确定 实验表明 当裂纹宽度大于0 15mm时 信号幅度与宽度变化无关 且斜向与幅度无关 二次消元 裂纹宽度 实验表明 裂纹深度与信号幅度成非线性关系 求解 通过建立数学模型求出深度大小 第2步 第3步 裂纹深度确定 通过空间滤波器区分内 外部裂纹信号 对内部信号进行补偿 内外裂纹识别 1 局部腐蚀和锈蚀 如裂纹深度的确定方法 2 大面积腐蚀和锈蚀 将反映到壁厚的变化 如壁厚的确定方法 3 腐蚀和锈蚀信号与裂纹信号的区分 裂纹主要是单通道信号 腐蚀和锈蚀往往是多通道大范围信号 腐蚀坑深度确定 通常的油管约10米一根 几千米的井要几百根 连续油管则仅1根 连续油管检测 主要性能指标横向裂纹 0 3mm 孔洞 0 8mm 壁厚 2 4 满足API 5P标准