本书是油气管道漏磁内检测领域的系统性科技图书,涵盖该技术从理论到工程应用的全链条知识。全书共 10章,以管道基础、漏磁检测原理、系统设计、有限元仿真、工程实施、数据判读、结果评定、标准规范为主线,先阐述管道定义、分类、腐蚀缺陷等基础知识及漏磁检测的磁学原理、信号处理等理论,再详解检测系统硬件与机械结构设计、ANSYS仿真方法,随后介绍工程项目施工流程、数据处理与缺陷判读,结合鲁宁输油管道实例与行业标准,实现理论与实践深度融合。
本书兼具理论性与实用性,技术体系完整,贴合油气管道检测行业需求,适合油气管道运营维护、无损检测相关工程技术人员,石油工程、无损检测等专业高校师生、科研人员,以及行业培训与资格认证人员阅读使用。
1管道基础知识1
1.1管道定义及基本术语1
1.1.1管道定义1
1.1.2管道的基本术语1
1.2管道的分类、分级2
1.2.1压力管道的分类、分级2
1.2.2长输管道的分类、分级2
1.2.3油气管线(管道)管3
1.3油气管道腐蚀4
1.3.1腐蚀对管道的危害4
1.3.2腐蚀原理4
1.3.3腐蚀类型5
1.4油气管道腐蚀防护9
1.5油气管道缺陷9
2漏磁检测原理11
2.1漏磁检测技术的发展状况11
2.2漏磁检测的磁学基础14
2.2.1磁场的基本概念14
2.2.2电磁感应定律18
2.2.3磁介质19
2.2.4磁路及其基本定律23
2.2.5磁感应线的折射25
2.3漏磁检测原理25
2.3.1漏磁场的形成26
2.3.2缺陷漏磁场的分布26
2.4漏磁场的理论计算27
2.4.1解析法27
2.4.2数值法28
2.5漏磁检测的磁化技术29
2.5.1磁化方式29
2.5.2磁化强度选择30
2.6漏磁场信号的测量31
2.6.1基本要求31
2.6.2磁测量元件32
2.7漏磁检测信号的分析和处理34
3管道漏磁内检测系统37
3.1管道漏磁内检测技术37
3.2管道漏磁内检测系统概述38
3.2.1管道漏磁内检测系统基本组成38
3.2.2管道漏磁内检测系统的特点40
3.2.3管道漏磁内检测装置的要求40
3.2.4管道漏磁内检测装置的技术指标40
3.3管道漏磁内检测磁化装置设计41
3.3.1磁化方式的选择41
3.3.2磁化装置的磁路设计43
3.4检测装置硬件系统总体设计45
3.4.1检测装置硬件系统总体方案45
3.4.2数据采集卡48
3.4.3存储器件的选择49
3.5漏磁信号测量电路的设计50
3.5.1磁敏元件的选取及探头电路设计50
3.5.2测量信号与数据采集卡的接口52
3.6采集触发信号和里程判定54
3.7检测装置的跟踪和定位55
3.7.1低频发射接收器的基本工作原理55
3.7.2低频发射接收器的电路结构57
3.8电源59
4管道漏磁内检测有限元仿真60
4.1仿真分析简介60
4.2漏磁场有限元模型60
4.3ANSYS有限元仿真分析软件简介61
4.4缺陷漏磁场仿真分析62
4.4.1建立有限元仿真模型62
4.4.2属性设置及分配64
4.4.3网格划分67
4.4.4加载并求解69
4.4.5查看结果70
4.5缺陷外形对漏磁信号影响的仿真分析71
4.5.1缺陷长度对漏磁信号的影响72
4.5.2缺陷深度对漏磁信号的影响73
4.6提离值对漏磁信号影响的仿真分析74
4.6.1传感器提离值对漏磁信号的影响75
4.6.2磁化器提离值对漏磁信号的影响76
4.6.3共同发生提离值对漏磁信号的影响77
4.6.4不同类型提离值对漏磁信号的影响79
4.7焊缝产生的漏磁场的仿真分析80
4.8检测器运行情况的仿真分析81
5管道漏磁内检测装置机械结构85
5.1检测装置的机械结构85
5.1.1检测装置的总体机械结构85
5.1.2机械部件结构功能及设计86
5.2检测装置的工艺结构89
5.2.1装置的密封耐压工艺设计89
5.2.2检测装置的耐温及耐油工艺设计91
5.2.3消除影响被测磁场分布因素的工艺措施92
6管道内检测工程项目的实施93
6.1工程概况93
6.1.1工程名称93
6.1.2工程目的93
6.1.3工程内容93
6.1.4质量要求93
6.1.5安全及环保要求94
6.2施工组织及规划94
6.2.1项目组织机构及职责94
6.2.2施工组织方案95
6.3清管作业施工方案及步骤96
6.3.1前期准备96
6.3.2现场勘察97
6.3.3清管相关设备选择方案97
6.3.4清管施工步骤98
6.3.5清管工艺流程98
6.3.6变径检测器投放100
6.4内检测器检测作业100
6.4.1检测前的准备工作100
6.4.2内检测器现场调试101
6.4.3检测器的投放101
6.4.4检测器的跟踪102
6.4.5检测器的接收103
6.4.6检测器的检查和维修103
6.5HSE规划和应急措施104
6.5.1事故预测104
6.5.2事故预防及处理104
6.6安全措施及操作要求105
6.6.1清管、检测作业的安全措施105
6.6.2操作要求和注意事项106
6.6.3施工安全与人体健康保证措施106
6.6.4文明施工与环境保护措施108
7检测数据的分析与判读109
7.1检测数据预处理109
7.1.1检查数据备份与分析109
7.1.2检测数据的预处理109
7.2检测数据的分析与判读109
7.2.1管道连接焊缝的判别109
7.2.2管道缺陷补疤的判别110
7.2.3管道人工缺陷的判别111
7.3缺陷所在位置的确定112
8管道内检测结果及评定114
8.1变径(几何)检测结果及评定114
8.1.1管道变径内检测简介114
8.1.2管道变径检测的实施过程114
8.1.3管道变径检测数据报告115
8.1.4管道变径检测结果评定115
8.2漏磁检测结果及评定116
8.2.1工程及管道描述116
8.2.2检测器技术指标116
8.2.3检测过程117
8.2.4检测数据报告117
8.3开挖验证121
8.4基于漏磁内检测数据油气管道评价技术简介121
9管道内检测工程实例123
9.1鲁宁输油管道现状123
9.2鲁宁线管道内检测实施123
9.2.1机械清管器清管123
9.2.2智能变径检测器检测机械变形124
9.2.3漏磁检测器检测管道腐蚀情况124
9.3内检测技术应用效果124
10管道内检测国家标准简介126
10.1范围126
10.2规范性引用文件126
10.3术语和定义126
10.4被检测管道应具备的条件127
10.4.1收发球筒127
10.4.2三通128
10.4.3弯头128
10.4.4阀门128
10.4.5管道斜接128
10.4.6直管道变形128
10.4.7里程桩、标志桩、测试桩128
10.4.8管道运行压力129
10.4.9输送排量129
10.5检测施工准备129
10.5.1管道调查表129
10.5.2检测前清管130
10.5.3跟踪131
10.6投运检测器131
10.6.1检测器发送131
10.6.2跟踪设标132
10.6.3检测器接收132
10.7检测报告132
10.7.1变形检测报告132
10.7.2腐蚀检测报告133
10.8检测结果验证135
10.8.1验证过程135
10.8.2验证报告135
10.9竣工资料136
参考文献137