Page 97 - 无损检测2023年第三期

武要峰, 等:

基于几何变形数据分析的管道漏磁内检测可行性研究

通、 支管等内径增大特征时, 变形信号下凹, 若存在
1 检测方法
凹陷变形、 伸入物等内径减小特征时, 变形信号上凸
1.1 几何变形检测原理 ( 见图2 )。
几何变形检测的基本原理是通过判断机械探臂
是否发生下压或舒张来识别管道变形。其检测时,
利用检测器筒体上可转动的弹性机械探臂和转轴中
心的角度传感器, 记录探臂与管道轴线夹角( θ ) 的变
化, 从而得到探臂下压或舒张时与管壁的距离, 然
后计算出变形大小。理想情况下, 检测器筒体与
管道同轴, 若无几何变形, 检测器探臂均紧贴管壁
( 为管道内
并形成一致的夹角, 变形为 0% I D I D
径); 但若存在凹陷、 开孔等引起内径变化的特征
图2 内径变化时的几何变形信号
时, θ 会变小或变大。几何变形检测原理如图1 所
示。角度传感器检测的信号经过适当放大、 模数 例如, 环焊缝因存在余高, 内径减小, 信号上凸;
三通因存在通孔, 内径增大, 信号下凹( 见图3 )。借
转换等处理后被采集并存储在几何变形内检测器
助环焊缝和三通信号特点, 再利用机械探臂受压或
机芯储存器中。检测完成后, 对数据进行处理、 识
舒张时信号上凸、 下凹一致性原则, 可识别管道中的
别和判读, 可获取包括几何变形缺陷在内的其他
管道的特征信息 [ 12 ] 。 其他几何变形特征。

图1 几何变形检测原理示意
几何变形检测器可根据记录的里程值、 码盘值、
各通道内径测量值等, 精确量化变形的深度、 长度和
环向位置 [ 13 ] 。缺陷的长度精度取决于采样频率和 图3 环焊缝和三通的变形检测信号
里程轮运行情况, 宽度和深度精度取决于探臂的周
2 关键变形信号识别与分析
向间距和角度传感器精度。
1.2 几何变形信号分析与识别 对几何变形检测数据进行分析, 可判断管道
几何变形数据可采用专业分析软件进行分析和 是否存在影响实施漏磁检测的变形特征。这些特
判读。几何变形信号反映了管道内径变化信息, 包 征可分为管道本体变形和附件异常两大类。管道
括几何变形缺陷、 焊缝、 阀门、 三通、 法兰、 弯头等相 本体变形包含凹陷、 褶皱、 椭圆度变形、 斜接及异
关特征。管道特征可分为内径增大和内径减小两大 物伸入等; 附件异常包含阀门开度异常、 变径、 特
类。管道无内径变化时, 信号为一条直线; 如存在三 殊三通及仪器仪表故障等 [ 11 ] 。
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2023年 第45卷 第3期
无损检测