基于声发射的油气管道腐蚀检测.pdf

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1、{4罄9{fjjI20l_1．091、试验研宅基于声发射的油气管道腐蚀检测杨洪银’王泽旭陈讳平代召卫。粱春宇。1海南大学材料与化工学院2北京邮电大学计算机学院3华北油田采油二厂摘要：目前常用的油气管道腐蚀检测大多采用无损检测技术。包括超声检测、涡流探伤、漏磁检测等。这类无损检测方法需要对管道进行逐段式扫描，而油气管道距离长，进行无损检测有一定困难。在油气管道的腐蚀过程中，一直会产生声发射信号，油气管道不同的腐蚀形式、腐蚀强度，将会产生不同频率、幅值的声发射信号。因此，通过检测油气管道腐蚀时所释放的声发射信号，分析信号的特征，提取出跟油气管道腐蚀状态相

2、关的信号特征数据，就可以判断出油气管道的腐蚀损伤状态。根据计算得到对应的声发射信号的时域特征参数，观察油气管道在不同的腐蚀条件、腐蚀性质及强度下的各参数的变化情况，从而确定正确的管道维护策略，以预防油气管道发生泄漏等事故。关键词：油气管道；管道腐蚀；声发射检测；频率doi：10．3969／j．issn．1006—6896．2015．9．0l6弹性波的频率也将不同，变形越大，甚至出现断引言裂、裂纹等现象，则释放的弹性波越强，声发射设管道运输是目前运用最广、输送量最大、最可备检测到这些弹性波时，就会记录下来，从而进一靠、最有效的油气运输方式。我国也大量采

3、用油气步判断结构或者材料损伤状态。根据声发射技术的管道运输石油和天然气。油气管道在投入运营后，检测原理可知，声发射技术是一种材料或者结构损随着服役时间的增长，油气管道自身受到环境的影伤状态的无损检测，而且可以检测一定范围内材料响越来越大，管道的腐蚀问题就越严重。当油气管或者结构的损伤状态。道腐蚀发展到一定程度时，如果不能及时发现和处油气管道的腐蚀存在着多种方式。管道由于途理，可能会导致油气管道出现腐蚀泄漏、管道爆炸径地域、服役环境的原因，与环境中的水、气、矿等生产事故。因此，对油气管道腐蚀状态的检测是物质成分等发生接触和反应，其中，管道材料的电目前亟

4、待解决的问题，及时发现和处理管道腐蚀具化学腐蚀可以认为是一种化学或者电化学的反应。有重要的经济效益和社会效益。油气管道发生电化学腐蚀时，管道的材料会出现变目前常用的油气管道腐蚀检测大多采用无损检化，这种变化会释放能量，产生弹性波，声发射设测技术，包括超声检测、涡流探伤、漏磁检测等。备检测到该弹性波后，输出声发射信号。管道发生这类无损检测方法需要对管道进行逐段式扫描，而其他腐蚀现象(如氢鼓泡)，也伴随着能量的释放，油气管道距离长，进行无损检测有一定困难。随着也产生声发射信号。声发射技术的发展，声发射检测方法越来越多地应除了油气管道的多种腐蚀过程会释放能

5、量，产用于材料的腐蚀、疲劳、裂纹检测等。声发射技术生声发射信号之外，由管道的腐蚀引起的其他现灵敏度高，监测效率高，可以同时监测一定范围象，也会导致产生声发射信号。例如，随着管道服内的管道工作状态。役时间的增加，因油气管道的腐蚀，管道表面会形成腐蚀层，当腐蚀层增加到一定程度时，腐蚀层会1声发射检测机理出现脱落，此时会伴随着声发射信号。另外，在油如果建筑结构或者部件在受到一定力作用时，气管道腐蚀过程中，管道表面所产生的化合物、气该结构或者部件会出现变形，此时因结构变形而产泡的吸附、脱附等，均会产生声发射信号，据测生的应变能会以弹性波的形式释放出去。声发射

6、技算，大概可以产生几百微伏声发射信号。从材料的术就是通过检测这种弹性波，识别结构或者部件是微观结构分析，当油气管道发生腐蚀现象时，管道否发生变形、损伤。材料或结构发生变形时，不同材料微观结构结晶转化或结晶脱落，都会产生几十一34一油气田地面工程(http：／／www．yqtdmgc．corn)第34卷第9期(20l5．09)试验研究毫伏的声发射信号。采用表1所示的参数计算方法，可以计算得到综上所述，在油气管道的腐蚀过程中，一直会对应的管道声发射信号的时域特征参数，观察油气产生声发射信号，而油气管道不同的腐蚀形式、腐管道在不同腐蚀条件、腐蚀性质和腐蚀强

7、度下的各蚀强度，将会产生不同频率、幅值的声发射信号。参数的变化情况。因此，通过检测油气管道腐蚀时所释放的声发射信2．2声发射信号频域特征分析号，分析信号的特征，提取出跟油气管道腐蚀状态油气管道的声发射信号频域分析主要是对不同相关的信号特征数据，就可以判断出油气管道的腐腐蚀情况下声发射信号的频率信息进行分析。根据蚀损伤状态。图1所示为油气管道腐蚀的声发射检管道腐蚀时声发射信号的产生机理，可以确定不同测原理。程度的腐蚀状态下所产生的声发射信号在信号幅值、频率、能量等方面存在的区别。在波形信号的频域分析方法中，常用的频域分析方法主要有傅里叶变换和小波分析，

8、傅里叶变换的定义为图1声发射检测油气管遁腐蚀原理F()=[-厂()edt(1)2声发射信号分析式中f(t1为