基于小波分析的油气管道缺陷磁记忆检测研究

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1、2011年11月机床与液压NOV．2011第39卷第21期MACHINET0OL&HYDRAULICSVol_39No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2011．21．014基于小波分析的油气管道缺陷磁记忆检测研究刘书俊，李著信，龚利红，郭联欢(1．后勤工程学院，重庆401311；2．重庆通信学院，重庆400035)摘要：金属磁记忆检测技术是目前唯一能对铁磁性构件早期损伤进行诊断的无损检测手段，能检测识别油气管道早期损伤以及以应力集中为特征的裂纹缺陷。小波分析由于具有良好的时频局部性

2、，能很好地克服傅里叶变换的不足，得到广泛的应用。针对目前金属磁记忆检测技术以过零点作为缺陷判定准则存在的不足，利用小波尺度谱和再分配的尺度谱对磁记忆信号进行分析。试验结果表明，小波再分配尺度谱能有效应用于管道缺陷的磁记忆检测之中。关键词：金属磁记忆检测；小波再分配尺度谱；小波包；降噪；缺陷识别中图分类号：TG115．28文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)21—054—3StudyonDefectDetectofOilandGasPipelinebyMetalMagneticMemoryTest

3、ingTechnologyBasedonWaveletAnalysisUUSh~un，LIZhuxin，GONGLihong，GUOLianhuan(1．LogisticsEngineeringUniversity，Chongqing401311，China；2．ChongqingCommunicationInstitute，Chongqing400035，China)Abstract：Metalmagneticmemorytesting(MMMT)technologyistheonlyfeasibleNDTme

4、thodintheaspectofearlydiagnosistillnow．whichcandetectandrecognizetheearlydamnifieationandoilandgaspipelinecrackinthecharacterofstressconcentration．Waveletiswidelyappliedforithasgoodtime-frequencylocationcharacterandcangetoverthedeficiencyofFouriertransform．Ai

5、mingatthedeficiencyofusingMMMTtorecognizepipelinedefect，thereassignedwaveletscalogramanalysismethodWasputforwardtoan-alyzetheMMMTsigna1．TheexperimentalresultprovesthatthereassignedwaveletscalogramiseffectiveinpipelinedefectrecognitionbyMMMT．Keywords：Metalmagn

6、eticmemorytesting；Reassignedwaveletscalogram；Waveletpacket；Denoising；Defectrecognition石油与天然气管道作为能源输送的重要手段，其二十年来发展起来的一种新方法，由于其具有良好的安全运行也备受重视。传统的无损检测方法，如超时频局部性，能很好地克服傅里叶变换的不足，得到声、漏磁、x射线等，只能检测已经发展成形的缺广泛应用。陷。但对于在役设备与构件的早期损伤，则难以实现有效预报，无法做到先知先觉。20世纪9O年代，俄罗斯学者DOUBOV

7、率先提出金属磁记忆检测技术，可对铁磁性管道进行早期诊断。其原理可以简述为：处于地磁场环境下工作的铁磁性管道受载荷的作用，内部会发生磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，并在应力与变形集中区形成最大的漏磁场的变化，即应力集中区域的磁场切向分量H()具有最大值，而法向分量Hp(Y)改变符号且具图1磁记忆检测原理图有零值点。通过测定漏磁场法向分量(Y)，计算梯1小波分析基本理论度值K=dH(Y)／dx，即可推断铁磁性管道的应力集1．1小波再分配尺度谱口中区。如图1所示。对于所有(f)、(t)∈L(R)，(t)的

8、连续小波在大量的工程实践中发现，仅通过上述规则判定逆变换可由式(1)表示管道缺陷会出现漏检和误检，法向分量过零点只是裂●．．x(t)=1fa(0，6；砂)(￡)dadb(1)纹存在的充分条件而非充要条件。小波分析是近一收稿日期：2010—10—21基金项目：解放军总后勤部资助项目(油20040207)作者简介：刘书俊(1985一)，男，博士生，研究方向为油气储运工程控制技