一种承压工业管道壁厚全覆盖监测方法的研究

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1、一种承压工业管道壁厚全覆盖监测方法的研究　　【摘要】承压工业管道一般由铁磁性材料轧制形成。管道壁厚受到油气和危险化学品的腐蚀作用会发生壁厚变薄，严重的会受压破裂泄漏，造成安全事故。国际上常用射线测厚和超声测厚两大常规方法，不能满足对管道全面覆盖监测。本文研究一种对承压工业管道全覆盖的壁厚监测方法。该方法利用管道的磁屏蔽效益，对铁磁性工业管道外施稳恒磁场充分磁化，由于壁厚损失区对壁内磁场的排斥作用，将一部分磁场排挤到管道外表面，利用大量磁敏元件覆盖管道圆周，拾取被排挤到管道外表面的壁厚损失磁场，转化为壁厚的损失图形，达到全覆盖监测承压工业管道壁厚的目的。　　【关键词】承压工业管道壁厚损失稳恒

2、磁场全覆盖壁厚监测　　【Abstract】Industrialpressure-bearingpipesaremadeofferromagneticmaterial.Thepipewallthicknessmaybereducedduetothecorrosionofoil，gasolineandbiohazard.Thewall-thicknesslossareawouldbecrackedandleakedunderthepressuretocausesafetyaccident.Thetwocommonmethodsoftestingwall-thicknessarex-rayand

3、ultrasonic.However，neitherofthemethodscantestthepipewall-thicknessfull-lengthily.Inthispaperanewmethodisproposedtoachievefull-lengthilytestofpipewallthickness.Whenaferromagneticpipeissaturatedinanexternalconstant4magneticfield，magneticshieldingwillbeformedonthepipe.Ifwall-thicknesslossareaexistson

4、thepipe，therewillbemagneticfluxleakage.Arrangeanarrayofmagneticsensorstocoverthecircumferenceofthepipe.Movethemagneticsensorsarrayfromoneendofthepipetotheothertopickupthemagneticfluxleakagesignal.TheMFLsignalwillbedisplayedgraphicallyonacomputermonitor.Thegoaloffull-lengthilytestingpipewallthickne

5、ssisachieved.　　【Keywords】industrialpressure-bearingpipe；wall-thicknessloss；constantmagneticfield；full-lengthilytest；wall-thicknesstest　　承压工业管道一般由铁磁性材料轧制成，承载高压油气采集和运输，也输送危险品化工材料。管道壁厚受到油气和危险化学品的腐蚀作用会发生的变薄现象，严重的壁厚变薄可能造成管道承受不了高压作用而造成破裂泄漏，甚至发生严重的安全事故[1]4。对这些承压管道壁厚定期全覆盖监测有非常重要意义。目前，国际上通常采用射线和超声测厚两大常规方法。

6、射线测厚是将射线束聚焦后在穿过管道，在感光胶片或显示器上形成图像，再对图像分析，确定壁厚变化情况。该方法要求严密防护射线对人体的伤害，同时也只能进行局部测厚；超声测厚也是将超声束聚焦，通过油、水介质耦合到管道壁上进行测厚。介质的耦合性能对检测结果影响很大，也只能对局部区域的测厚[2][3]。本文研究一种对承压工业管道全覆盖壁厚监测方法。该方法利用管道的磁屏蔽效益，对铁磁性工业管道外施稳恒磁场，进行充分磁化，根据管道壁厚损失区对磁场的排斥作用，将一部分磁场排斥到管道外表面空间。利用磁敏探头检测管道外表面空间磁场的变化，并转换成电信号，经过信号分析和专用软件图形显示管道壁厚的化情况和等级，达到

7、全覆盖监测承压工业管道壁厚的目的。　　1工业管道壁厚电磁法检测原理　　1.1管道对稳恒磁场的屏蔽效应　　如果铁磁性管道材料介质的磁导率为μ1，管道内外空间的介质的磁导率为μ2，由于（μ2<μ1），如图1对铁磁性工业管道外施稳恒磁场，长直的管道在受到外施局部磁场充分磁化作用时，外磁场进入管道物质内时，磁场强烈汇聚在管道壁内，而铁磁性管道所包围的管道内壁空腔内可能是空气、油、水和化学材料等物质，其磁导率比管道的磁导率小得多，