CN101968463A - 管道螺旋焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种管道螺旋焊缝缺陷三轴高清漏磁内检测信号识别的方法。涉及测量磁变量和管道***技术领域。它是在三轴漏磁内检测信号中同时具备如下四个条件，则螺旋焊缝中存在未熔合或未焊透类裂纹缺陷：1)轴向信号为单脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值等于或大于20mm；2)径向信号为双向脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值等于或大于60mm；3)切向信号为裂纹和金属损失信号，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值等于或大于20mm；4)上述三组信号沿螺旋焊缝方向连续变化的长度大于10mm。本方法不仅对内检测螺旋焊缝异常缺陷信号识别简单、可靠，而且易于学习和应用。
Description
技术领域
本发明是一种管道螺旋焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号识别方法。涉及测量磁变量和管道***技术领域。
背景技术
由于受当时技术水平和基础设备等条件的限制，我国在上世纪70年代所建设的管道含有大量螺旋焊缝缺陷，造成多次开裂事故。如何检测到螺旋焊缝缺陷成为管道管理者最急需解决的问题。但在当前的内检测技术中，传统漏磁检测设备无法检测到螺旋焊缝缺陷，超声裂纹检测器受到本身缺陷存在螺旋角度的限制也无法检测，只有三轴高清漏磁检测技术检测到了螺旋焊缝缺陷异常。目前在三轴高清漏磁内检测器可以发现螺旋焊缝缺陷信号异常，但无法判定是否是未熔合或未焊透等缺陷。如果无法通过内检测检测出螺旋焊缝缺陷位置，则无法进行针对性修复，随时都有可能造成螺旋焊缝开裂泄露事故，是老管道运行的一大安全隐患。
发明内容
本发明的目的是发明一种对三轴高清漏磁内检测信号特征中判定缺陷信号识别简单、可靠的管道螺旋焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号识别方法。
根据当前在三轴高清漏磁内检测器可以发现螺旋焊缝缺陷信号异常，但无法判定是否是未熔合或未焊透等类裂纹缺陷的难题，本发明的解决的技术路线是根据内检测器对缺陷的信号识别原理，通过对缺陷信号特征的统计和真实缺陷的对应，找出信号特征。
本发明的技术方案：
螺旋焊缝类裂纹缺陷主要为未熔合或未焊透，该两类缺陷具有一定的漏磁效应，因此能够产生一定的漏磁信号。如果在三轴高清漏磁内检测信号中同时具备如下四个条件，则认为螺旋焊缝中存在未熔合或未焊透等类裂纹缺陷：
1)轴向信号为单脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值至少为正常焊缝信号最大幅值，即信号高度幅值等于或大于20mm；表现示意见图1；
2)径向信号为双向脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值至少为正常焊缝信号最大幅值，即信号高度幅值应等于或大于60mm；表现示意见图2；
3)切向信号为裂纹和金属损失信号，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值至少为正常焊缝信号最大幅值，即信号高度幅值应等于或大于20mm；表现示意见图3；
4)上述三组信号沿螺旋焊缝方向连续变化的长度大于10mm，表现示意见图1，2，3。
三轴高清漏磁检测器利用四个三向霍尔传感器代替传统的4线圈传感器，能记录三个独立轴向的漏磁信号(传统的漏磁工具只能记录一个或两个方向)，能在一次检测中同时发现普通缺陷和轴向缺陷。这就不仅可提供较高可信水平的缺陷数据，提高了对常规缺陷的检测精度，以更好的识别严重缺陷，而且对其它类型缺陷也提高了可探险性。三轴漏磁检测器的优点是适用于高精度要求，轴向缺陷，含水介质和低速率检测，误差精度与传统漏磁相比提高10％，其缺点是检测成本较高(与传统漏磁相比)，传感器数量是传统漏磁检测器的3倍，信号处理工作量也就是传统漏磁检测器的3倍，且传感器更加昂贵(霍尔传感器)。
三轴漏磁高清内检测能够记录检测管道的轴向(Axial)、径向(Radial)、横向(Transverse)三个方向的漏磁分量，通过专门的漏磁数据读取工具分析管道缺陷处三个方向的漏磁分量可以判断缺陷的深度、长度、宽度等特征信息。近年来，国内许多学者、专家在漏磁检测方面也做了很多工作，基本上确定了漏磁场信号与管道缺陷特征之间的关系。一般来说，漏磁场的水平分量关于纵轴对称，且在原点有极大值，垂直分量关于原点对称，且在靠近原点两侧各有一个大小相等正负相反的极值；漏磁场的幅值反映缺陷的深度特征，随缺陷深度增加幅值变大，漏磁场的信号宽度反应缺陷的长度特征，随缺陷长度增加信号宽度变大。大量研究结果表明，定量计算缺陷宽度、深度相对长度要复杂，因为相同深度的缺陷，缺陷的长宽比不一样，漏磁场的幅值差别也较大，相邻缺陷的漏磁信号与缺陷间距和两缺陷的深度也有关系。
由上可知，由于本发明内检测信号判定方法是通过一定的规则、利用识别出三轴高清漏磁内检测器发现的信号异常特征判定是否为未熔合或未焊透等类裂纹缺陷，解决了三轴高清漏磁内检测器对螺旋焊缝中未熔合或未焊透等类裂纹缺陷的识别问题，提高了内检测器识别该类缺陷能力，解决了螺旋焊缝严重缺陷的检测问题，提高了完整性管理水平。同时本方法不仅对内检测螺旋焊缝异常缺陷信号识别简单、可靠，而且易于学习和应用。
附图说明
图1三轴高清漏磁内检测轴向信号波形图
图2三轴高清漏磁内检测径向信号波形图
图3三轴高清漏磁内检测切向信号波形图
图4管道上真实缺陷对应三轴高清漏磁内检测轴向信号波形图
图5管道上真实缺陷对应三轴高清漏磁内检测径向信号波形图
图6管道上真实缺陷对应三轴高清漏磁内检测切向信号波形图
具体实施方式
实施例.本例是在某Ф720mm管道上作的现场工业试验。
本例是该管道上真实缺陷特征和三轴高清漏磁内检测信号，详见图4-图6。
它是根据本发明的判定方法，在管道上将缺陷处切除后验证试样。在管道上一处有真实缺陷，经三轴高清漏磁内检测，得如图4所示轴向信号波形图、如图5所示径向信号波形图和如图6所示切向信号波形图。该轴向信号波形图中有单脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值为73mm，超过正常焊缝信号最大幅值；径向信号为双向脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值为206mm，超过正常焊缝信号最大幅值；切向信号为裂纹和金属损失信号，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值为77mm，超过常焊缝信号最大幅值；并上述三组信号沿螺旋焊缝方向连续变化的长度大于10mm。故确定此处为未熔合缺陷。
实测的结果完全与实际相符，也就验证了此方法的正确性。
Claims (1)
1.一种管道螺旋焊缝类裂纹缺陷三轴漏磁内检测线信号识别方法，其特征是在三轴漏磁内检测信号中同时具备如下四个条件，则螺旋焊缝中存在未熔合或未焊透类裂纹缺陷：
1)轴向信号为单脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值等于或大于20mm；
2)径向信号为双向脉冲波，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值等于或大于60mm；
3)切向信号为裂纹和金属损失信号，波形方向与金属增加信号方向相反，信号高度幅值等于或大于20mm；
4)上述三组信号沿螺旋焊缝方向连续变化的长度大于10mm。
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