埋地金属管道弱磁检测技术的干扰因素研究
发布时间：2022-01-19 17:56
埋地管道铺设的地理环境复杂,常规的开挖无损检测方法成本过高、时间过长,使得对埋地管道的完整性进行全面管理一直是无损检测界的重点与难点。随着管道服役时间的增长,管道受到地面沉降、施工缺陷、外部电化学腐蚀、内部介质腐蚀等影响,导致腐蚀、穿孔,从而引发石油、天然气泄漏事故,造成经济损失与环境污染。本课题开发出的一种针对埋地管道腐蚀检测的弱磁检测方法,可以快速有效地对管体腐蚀情况进行检测,受到无损检测界的广泛关注。但是由于现场实际情况复杂,检测效果往往会受到多种因素干扰,导致无法正确的判断缺陷的存在。首先,本文介绍了弱磁检测理论的一些地磁场与物质磁化的基本性质,并将基础理论结合起来对弱磁检测原理进行阐述。其次,针对几种常见的干扰因素,比如管道埋深变化、未知的交叉管、地下并行管间距变化与地下未知金属物,设计了几组实验。对于管道埋深变化导致的磁场变化,拟合出管道不同位置的磁场与埋深关系的计算式。对于未知交叉管,交叉管的出现会导致磁场的变化,交叉位置、上交叉或者下交叉的情况也会不同程度地影响被检测管道的磁场。对于并行管,设计了不同并行角度与并行距离的试验,根据并行管在工程中最大偏移角度,得出偏离角度...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地磁要素组成
图 2-2 地磁场总场等值线分布图根据地磁图与各地地质局测量的结果，可以查询到世界各地的地磁要素 材料的磁特性2.2.1 磁介质的磁化磁性是物质共有的属性。不同的物质拥有不同的磁特性。根据物质的磁处环境温度之间的关系，可将磁性物质分为五大类，分别是抗磁性物质物质、反铁磁性物质、亚铁磁性物质和铁磁性物质[32]。抗磁性物质对外界磁场表现出反抗的特性，是由于围绕原子核的电子除子核的库仑力之外还会受到来自外界磁场的洛伦兹力，这会增大或减小心力，使电子与原子核的距离发生变化，并产生一个与外界磁场相反的性物质的磁化率小于 0。自然界中常见的惰性气体、部分金属和非金属等
超导磁强计的成本较高，难以在工程应用上大规模应用；质子和光泵磁的信号较弱，电信号转换为数字信号的过程比较复杂，极易受到干扰从大的偏差；感应线圈磁强计结构简单，其灵敏度与线圈绕组的匝数成正是线圈的匝数与其空间分辨力又呈负相关，使两者不能兼顾[34]。通门技术是基于磁通门现象发展的一项技术。当磁芯处于交变饱和磁场导率会产生周期性的变化，围绕磁芯的二次线圈会产生二次电流，从而境磁场信息的偶次谐波和激励磁场信息的奇次谐波共同组成的感应电动通过磁通门感应电动势中的偶次谐波信号就可以得到磁场的大小。芯、绕线骨架和线圈是基本磁通门传感器的三个组成部分。本课题使用室自主研发制作三端式磁通门传感器。传感器内部结构如图 2-3 所示。传由线圈与磁芯构成，左侧为两根输入信号，信号幅值相同，通过隔离变激励信号使两个输入信号之间相位相差 180°[36]。激励线圈在磁芯两端对相互连接。激励线圈同时也作为感应线圈，在右侧相通，并引出第三根号输出端[37]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国埋地管道非开挖检测技术的发展现状[J]. 秦硕,陶文亮,李龙江,何萌. 现代化工. 2018(02)
[2]小口径管道内检测通过能力验证试验[J]. 贾海东. 管道技术与设备. 2017(06)
[3]管道运输与其他运输业借鉴与展望[J]. 赵子浩. 民营科技. 2017(07)
[4]长距离大流量输水管道防腐研究[J]. 南海蛟. 水利规划与设计. 2017(04)
[5]长输天然气管道巡线管理探讨[J]. 季寿宏,宋祎昕. 企业管理. 2016(S1)
[6]简析安全管理在长输油气管道建设中的应用[J]. 李环禹. 化工管理. 2016(08)
[7]国务院安全生产委员会关于印发《油气输送管道保护和安全监管职责分工》和《2015年油气输送管道隐患整治攻坚战工作要点》的通知[J]. 劳动保护. 2015(09)
[8]瞬变电磁法在燃气管道腐蚀检测中的应用[J]. 于润桥,刘健,曹煜,林炎,王亮. 管道技术与设备. 2015(03)
[9]2014年中国油气管道建设新进展[J]. 高鹏,王培鸿,王海英,罗天宝. 国际石油经济. 2015(03)
[10]中缅原油管道贯通对进口原油海上运输成本的影响分析[J]. 李珍萍,靳阳飞,周文峰. 数学的实践与认识. 2014(18)
博士论文
[1]结合铁电性、磁性和二维结构的第一性原理功能材料设计[D]. 陈鹏.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
[2]海域环境下铁磁性载体地磁场矢量差分检测方法研究[D]. 赵塔.吉林大学 2016
[3]在役油气长输管线定量风险技术研究[D]. 陈利琼.西南石油学院 2004
硕士论文
[1]埋地金属管道被动式弱磁检测技术研究[D]. 饶晓龙.南昌航空大学 2016
[2]双金属复合管缺陷弱磁检测技术研究[D]. 万冠杰.南昌航空大学 2016
[3]基于超声导波的管道焊缝区缺陷检测研究[D]. 刘秋阁.江苏大学 2016
[4]埋地金属管道防腐层缺陷检测仿真系统研制[D]. 房海保.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于磁通门传感器的微弱磁场检测技术研究[D]. 涂传宾.沈阳工业大学 2013
[6]局域海洋地磁场模型及磁力异常数据探测方法研究[D]. 常宜峰.解放军信息工程大学 2012
[7]磁通门地磁经纬仪的研制[D]. 范晓勇.中国地震局地球物理研究所 2011
[8]基于磁致伸缩导波的钢管无损检测实验研究[D]. 柯岩.华中科技大学 2006
[9]长输管道超声波内检测技术研究[D]. 唐建.北京化工大学 2005
本文编号：3597310
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地磁要素组成
图 2-2 地磁场总场等值线分布图根据地磁图与各地地质局测量的结果，可以查询到世界各地的地磁要素 材料的磁特性2.2.1 磁介质的磁化磁性是物质共有的属性。不同的物质拥有不同的磁特性。根据物质的磁处环境温度之间的关系，可将磁性物质分为五大类，分别是抗磁性物质物质、反铁磁性物质、亚铁磁性物质和铁磁性物质[32]。抗磁性物质对外界磁场表现出反抗的特性，是由于围绕原子核的电子除子核的库仑力之外还会受到来自外界磁场的洛伦兹力，这会增大或减小心力，使电子与原子核的距离发生变化，并产生一个与外界磁场相反的性物质的磁化率小于 0。自然界中常见的惰性气体、部分金属和非金属等
超导磁强计的成本较高，难以在工程应用上大规模应用；质子和光泵磁的信号较弱，电信号转换为数字信号的过程比较复杂，极易受到干扰从大的偏差；感应线圈磁强计结构简单，其灵敏度与线圈绕组的匝数成正是线圈的匝数与其空间分辨力又呈负相关，使两者不能兼顾[34]。通门技术是基于磁通门现象发展的一项技术。当磁芯处于交变饱和磁场导率会产生周期性的变化，围绕磁芯的二次线圈会产生二次电流，从而境磁场信息的偶次谐波和激励磁场信息的奇次谐波共同组成的感应电动通过磁通门感应电动势中的偶次谐波信号就可以得到磁场的大小。芯、绕线骨架和线圈是基本磁通门传感器的三个组成部分。本课题使用室自主研发制作三端式磁通门传感器。传感器内部结构如图 2-3 所示。传由线圈与磁芯构成，左侧为两根输入信号，信号幅值相同，通过隔离变激励信号使两个输入信号之间相位相差 180°[36]。激励线圈在磁芯两端对相互连接。激励线圈同时也作为感应线圈，在右侧相通，并引出第三根号输出端[37]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国埋地管道非开挖检测技术的发展现状[J]. 秦硕,陶文亮,李龙江,何萌. 现代化工. 2018(02)
[2]小口径管道内检测通过能力验证试验[J]. 贾海东. 管道技术与设备. 2017(06)
[3]管道运输与其他运输业借鉴与展望[J]. 赵子浩. 民营科技. 2017(07)
[4]长距离大流量输水管道防腐研究[J]. 南海蛟. 水利规划与设计. 2017(04)
[5]长输天然气管道巡线管理探讨[J]. 季寿宏,宋祎昕. 企业管理. 2016(S1)
[6]简析安全管理在长输油气管道建设中的应用[J]. 李环禹. 化工管理. 2016(08)
[7]国务院安全生产委员会关于印发《油气输送管道保护和安全监管职责分工》和《2015年油气输送管道隐患整治攻坚战工作要点》的通知[J]. 劳动保护. 2015(09)
[8]瞬变电磁法在燃气管道腐蚀检测中的应用[J]. 于润桥,刘健,曹煜,林炎,王亮. 管道技术与设备. 2015(03)
[9]2014年中国油气管道建设新进展[J]. 高鹏,王培鸿,王海英,罗天宝. 国际石油经济. 2015(03)
[10]中缅原油管道贯通对进口原油海上运输成本的影响分析[J]. 李珍萍,靳阳飞,周文峰. 数学的实践与认识. 2014(18)
博士论文
[1]结合铁电性、磁性和二维结构的第一性原理功能材料设计[D]. 陈鹏.中国科学院大学(中国科学院物理研究所) 2017
[2]海域环境下铁磁性载体地磁场矢量差分检测方法研究[D]. 赵塔.吉林大学 2016
[3]在役油气长输管线定量风险技术研究[D]. 陈利琼.西南石油学院 2004
硕士论文
[1]埋地金属管道被动式弱磁检测技术研究[D]. 饶晓龙.南昌航空大学 2016
[2]双金属复合管缺陷弱磁检测技术研究[D]. 万冠杰.南昌航空大学 2016
[3]基于超声导波的管道焊缝区缺陷检测研究[D]. 刘秋阁.江苏大学 2016
[4]埋地金属管道防腐层缺陷检测仿真系统研制[D]. 房海保.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于磁通门传感器的微弱磁场检测技术研究[D]. 涂传宾.沈阳工业大学 2013
[6]局域海洋地磁场模型及磁力异常数据探测方法研究[D]. 常宜峰.解放军信息工程大学 2012
[7]磁通门地磁经纬仪的研制[D]. 范晓勇.中国地震局地球物理研究所 2011
[8]基于磁致伸缩导波的钢管无损检测实验研究[D]. 柯岩.华中科技大学 2006
[9]长输管道超声波内检测技术研究[D]. 唐建.北京化工大学 2005
本文编号：3597310
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