金属管道瞬变电磁检测技术研究.doc

1、XX大学毕业设计（论文）题 目： 金属管道瞬变电磁技术研究 学 院： 测试与光电工程学院专业名称： 测控技术与仪器班级学号： 学生姓名： 指导教师： 二Oxx 年 六月 金属管道的瞬变电磁技术研究摘要：管道运输是五大运输方式之一，十分重要，而金属管道运输又被广泛运用于原油、天然气、液化气等重要能源的运输，因此保证金属管道的安全关乎到经济和民生的稳定。在运输过程中，大部分金属管道埋于地下，常年受泥土中化学物质的腐蚀和暗流的冲刷，容易产生腐蚀缺陷，及时的检测出金属管道的缺陷能够挽回不同程度的损失。而瞬变电磁检测可以在不需要现场开挖的情况下对埋地金属管道做出腐蚀缺陷的检测。 本文以瞬变电磁检测理论为

2、基础，通过改变发射和接收线圈的匝数，观察对缺陷检测的灵敏度，在不同匝数下，分别对试样金属管进行等距分点检测，利用软件描绘出归一化感应电动势与检测点位置的曲线图。 从本实验可以看出，能用于分析的数据大致处于中期，即时窗在10左右的位置，因为早期受到一次场的影响不能用于比较，后期衰减过分也不利于分析，而且“烟圈效应”从另一个角度也能证明最佳时期在中期，因为早期信号反应浅部信息、晚期信号反应深部信息，所以中期信号反应内部中间信息，综上所述最利于分析部分在中期；线圈匝数越高，对关断时间的影响越大，受到影响的数据越多，能使用的时窗越靠后，不利于分析。因此使用瞬变电磁检测技术可以快速、有效地实现埋地金属管

3、道的无开挖检测和安全评定，具有重要的参考价值。关键字：金属管道 腐蚀缺陷 非开挖检测技术 瞬变电磁检测The study on transient electromagnetic method testing of metal pipelinesAbstract:Pipeline transport is one of the five major modes of transportation,it is very important,and metal pipeline transport was widely used in transporting crude oil,natural

4、gas,liquefied petroleum gas,and other important energy,thus ensure the security of metal pipe about the stability of the economy and the peoples livelihood.In the process of transportation,most of the metal pipelines buried underground,a perennial soil chemical corrosion and undercurrent of scour,pr

5、one to corrosion detects,and timely detect the defects in metal pipe different degree of damage could be saved.And transient electromagnetic detection can defects corrosion detection under the condition of dont need to excavating the buried metal pipeline.In this paper,based on the theory of transie

6、nt electromagnetic detection,under different heights and different frequencies,we detect the sample tube that was divided into isometric point respectively,we using matlab software to analyze three kinds of data,it is concluded that different graphs,and we analysis the influence of different excitat

7、ion spectrum parameters on the detection signal,we analysis the influence of different parameters on the height of detection signal.The experiment shows that using the transient electromagnetic detection technology can achieve the buried metal pipeline without excavation detection quickly and effect

8、ively and safely evaluation,which has important reference value.Keyword：metal pipeline corrosion defects trenchless detection technology transient electromagnetic technology目 录1 引言 1.1课题来源及研究目的和意义1 1.2国内外技术发展状况2 1.3相较其他检测方法的优势3 1.4本文主要研究内容42 金属管道瞬变电磁检测基本原理 2.1瞬变电磁方法原理和特点5 2.2金属管道瞬变电磁检测原理8 2.3烟圈效应12

9、2.4激励波形参数的影响133 传感器的设计 3.1传感器的种类和选择15 3.2传感器的等效电路17 3.3材料选择和参数计算174 实验方法和步骤 4.1实验仪器和试样介绍19 4.2实验方法和步骤225 信号采集和特征分析 5.1仪器参数的选择24 5.2实验数据的分析246 结论与展望 6.1结论28 6.2展望28参考文献29致 谢30金属管道的瞬变电磁技术研究1 引言1.1 课题来源及研究目的和意义埋地金属管道在工业生产和工业运输中广泛使用。管道运输与其它运输方式相比，具有更方便的优势，其具体表现：一:金属管道运输具有不中断运输、效率高的特点，运输过程中不需要转运且不会出现空车带回

10、浪费资源的现象；二:埋地管道的建设时间不到铁路建设时间的二分之一，时间短花费少；三:埋地管道建成后土地基本上还能使用，充分利用紧张的土地资源；四:由于埋地金属管道运输时处于密闭状态，运输过程耗能小，节约资源；五:管道运输在复杂的地形、恶劣的天气下均能正常工作。2014年年底，我国油气管网络局初步形成，总里程达10.62万公里，与原油进口通道建设相匹配的原油主干管网已经初步形成。并且从2015年开始，我国拟建及在建的主要天然气管道干线包括粤浙、陕京四线、中俄天然气管线和西气东输四线，四条管线总长度约1.6万公里。但随着管道使用时间的增长，管壁会发生腐蚀，加之施工期间形成的缺陷和人为破坏，管道泄漏

11、事故不断发生，根据大量数据表明，管道事故发生符合图1.1“浴盆曲线”。图1.1浴盆曲线曲线表明，在管道运用的三个阶段中，使用的初期和衰老期发生故障的概率明显比使用稳定期要高很多，这要是因为在初期，管道的焊接或做工形成的缺陷，管道在铺设过程中造成的管体损伤和管道周围的环境未达到稳定，从而造成故障率较高；在末期，管道因使用年限长导致腐蚀、老化、磨损的缺陷严重，事故率上升。西气东输、南水北调、石油运输哪一个不要用到金属管道运输，因此金属管道的安全性异常重要，不仅涉及到人民生活所需的能源问题，更涉及运输过程中因金属管道缺陷而造成的资源浪费和环境污染及人员安全的问题。因此对金属管道缺陷检测确保安全运行意

12、义重大。对于管内检测技术主要有清管器超声法检测准确度高，但不适合输气管线和含蜡高的输气管线上进行检测，漏磁法则对轴向裂纹检测有难度切准确率不高。而管外检测技术主要用阴极保护检测，但效果不好。因此需要寻找一种新的应用技术更好的检测金属管道，即瞬变电磁法。与常规电磁检测法相比，目前瞬变电磁法具有如下优势：1 常规电磁罚易受浅层低阻屏蔽，瞬变电磁法探测深度大，能轻易穿透厚大的低阻覆盖层；2 理论上瞬变电磁法比直流电磁法分辨率高1/3次方；3 瞬变电磁法采用密集采样方式，采样数据为千个至数百万个深度数据，大大提高了对勘察物体的空间位置和形态的控制能力。 为了尽量减少能源损失和保证人民安全，确保金属管道的缺陷能够及时有效的发现是非常重要的。瞬变电磁法是检测金属管道缺陷很理想的方法，该技术简单易行、信息丰富、精度高、投资小、见效快。瞬变电磁法它是一种人工源的时间域电磁法，利用阶跃波形电磁脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场，在一次场的间歇期间，测量出地下介质产生的二次场随时间的变化，来达到探测地下地质体的目的。能够确保对管道进行科学有效的检验，确保管道安全运行。1.2国内外技术发展状况1.2.1国外瞬变电磁检测技术发展状况瞬变电磁法应用于探测地质构造问题起源于前苏联，