磁梯度法检测埋地管道腐蚀仿真及试验研究

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金属管道输送是油气输送最经济的输送方式,基本上采用埋地的方式,埋深一般在地下0.5 2m。埋地金属管道随着服役时间的增长,管道受到外力破环、内部介质腐蚀、外部电化学腐蚀等影响会发生腐蚀、变形甚至破裂,从而发生油气泄漏事故这些损伤严重威胁管道的运营安全,造成严重的经济损失和环境污染。及时有效的对在役管道的运营状况进行检测是保障能源安全输送的重要环节之一,其中检测埋地金属管道的腐蚀状况是管道安全性评价的关键依据,找到有效的埋地管道非开挖检测技术尤为重要。首先,本文介绍了地磁场的成分和空间分布情况,从微观角度解释物质的磁性以及物质的磁化特点,结合基础理论完整阐述了埋地管道弱磁检测原理,从数学角度解释磁梯度法理论并将其与埋地管道弱磁检测相结合得到新的埋地管道弱磁检测技术;其次,本文仿真模拟了埋地管道不同类型腐蚀缺陷,分析各因素对于埋地管道磁场信号的影响规律;然后,根据仿真模拟结果,设计了类似的试验方案,在埋地管道上分别预制不同类型腐蚀缺陷,经过数据处理分析,根据试验结果来验证仿真模拟结果的准确性。结果表明:试验结果与仿真结果基本一致。不同宽度环形凹槽时宽度越大磁梯度异常越小;不同深度环形凹槽时深度越深磁梯度异常越小;不同孔径穿孔时孔径越大磁梯度异常越小,但整体异常比环形凹槽要小;不同角度穿孔时除却90°时无法判断异常,角度在30°到60°时,磁梯度异常基本一致,与0°时异常趋势相反;不同管径时管径越大磁梯度幅值越大,但异常趋势基本一致;最后,将该检测方法应用于工程实践中,在两个案例中发现的异常信号给出基本判断,并通过开挖对结果进行验证。开挖验证结果与检测结果相符合,从而证明了该检测方法的可行性与有效性。
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