Page 98 - 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

2.1 管道本体变形 部分。形成原因为管道承受外力且未得到有效释

( 1 )凹陷。凹陷为外力撞击或挤压造成的管道 放, 如管道强组对、 服役过程中塌方、 不均匀沉降等,
表面曲率明显变化的局部塑性变形。按形成阶段可 其信号特点如图4 ( c ) 所示, 可见, 信号与波浪相似,
分为服役前与服役后凹陷, 服役前凹陷主要是制造或 存在多处连续凸起; 图4 ( d ) 为开挖图, 可见, 该褶皱
运输过程中操作不当所致; 服役后形成凹陷的原因有 发生在焊缝两侧, 为管道安装时强组对产生的管系
管底存在硬物( 石头等)、 第三方机械破坏、 地质灾害 应力所致。
等。凹陷信号特点如图4 ( a ) 所示, 外观如图4 ( b ) 所 ( 3 )椭圆度变形。椭圆度为管道横截面偏离正

示, 可见, 周向或轴向信号均呈中间最高, 两侧逐渐 常圆形的程度, 其计算公式为: 椭圆度( % ) = ( 最大
降低的趋势; 由开挖图可知该缺陷位于底部且没有 直径-最小直径)/ 公称直径。其为管道制造、 运输及
硬物, 判断为外力冲击所致。 运行过程中的外部荷载所致 [ 14 ] , 信号特点如图4 ( e )

( 2 )褶皱。褶皱为管子外壁光滑而局部凸起的 所示, 可见, 上凸信号与下凹信号相差90° , 而正常的
弯头信号相差 180° ; 图 4 ( f ) 为开挖图, 初步判断该
椭圆度变形为管道热煨加工不规范所致。

( 4 )斜接。斜接为焊缝两侧管道中心线不在同
一条直线上, 而是成一定角度的接头形式。斜接形成
原因分为设计不合理和施工不规范, 其信号特征如图
4 () 所示, 可见, 信号曲线呈三角波形, 一部分通道信
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号上凸、 另一部分信号下凹且呈对称分布, 与探臂一
侧受压另一侧舒展相对应; 开挖结果如图4 ( h ) 所示,
判定为未按设计施工所致。
( 5 )异物伸入。伸入管道的异物有金属物、 木

楔子等。异物伸入主要分为两类: 第三方施工破坏
导致管壁金属向内延伸; 管道泄露后修复不规范, 采
用木楔子、 钢筋等进行堵漏修补。异物伸入信号特
征如图4 ( i ) 所示, 可见, 凸起信号尖锐且通道较少;
图4 () 为现场开挖情况。
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2.2 管道附件异常

( 1 )阀门开度异常。阀门开度异常分为阀门未
全开和开度过大。产生原因为阀门故障、 手动阀门
改电动后行程不一致等, 其信号特征如图 5 ( a ) 所
示, 图中1处位置先上凸后下凹, 2处位置先下凹后
上凸, 且两处信号对称分布, 与阀门未全开或过度打
开对应; 图5 ( b ) 为阀门开度过大的指示图。

( 2 )管道变径。变径又称大小头, 即管道直径发
生变化, 发生缩径或扩径。变径一般出现在施工不规
范的老旧管道、 海底管道及集输管道中。其信号特征
如图5 ( c ) 所示, 可见, 管道底部通道信号不变, 其余通
道都有凸起, 与检测器从球筒进入直管段探臂逐渐受
压对应; 图5 ( d ) 为偏心发球筒处变径外观。
( 3 )特殊三通。特殊三通是指管道存在不合规

封堵三通、 Y 型支管或未知支管。封堵三通的鞍形
板未正确安装易造成检测器探头损坏或卡堵 [ 15 ] 。 Y
图4 管道本体变形内检测信号特征及开挖情况
型支管或未知支管为插输、 插分的支线或预留支管,
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2023年 第45卷 第3期
无损检测