第9期
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基于欧拉反演法的金属磁记忆油气管道检测
研究
何峰，李锐敏，张福坤，安琳琳，姜海燕
(1.中国石油天然气管道通信电力工程总公司，河北离坊065000）
(2.中国石油西气东输管道公司，上海200120）
[摘要]油气管道应力集中区定量化研究一直是无损检测的热点和难点，本文为利用金属磁记忆检测技术定量化地反演油气管道应力集中区的位置，首先建立了油气管道应力集中区的磁偶极子模型，通过油气管道表面漏磁场及其梯度张量数据，使用欧拉反演法，采用多点联合反演，快速准确地反演出了油气管道应力集中区的位置，为油气管道的早期定量化无损检测提供了理论依据
[关键词]油气管道检测；漏磁场：金属磁记忆检测：欧拉反演法
油气管道作为国家重要的能源运输线，其安全有效的运行对国民经济和人民生活至关重要。由于油气管道在施工过程中受焊接残余应力、长期运行中受不可抗拒的自然外力的作用之后，会在管道壁内产生应力集中区，如应力集中区不进行早期定量化的检测预防，最终将演变成宏观裂缝，造成渗油、油气管道爆裂等灾害，从而影响国民生产和国家战略安全等[1-3，金属磁记忆检测技术在20世纪90年代由俄罗斯Doubov教授提出，该技术较传统的无损检测方法有明显的优势，可以在无需磁化被检测设备的前提下对设备进行无损检测，经过十余年的研究发展，金属磁记忆检测技术已在石油、电力、航空等领域大量应用44，但由于理论的不完善和检测设备的限制，目前金属磁记忆检测技术只能对被检测设备进行定性的检测定量化的研究仍是国内外学者面临的急需解决的关键问题(7-10]。
针对上述问题，本文将欧拉反演法应用于金属磁记忆检测技术中，提出了基于欧拉反演法的金属磁记忆油气管道检测方法，建立了适用于金属磁记忆检测技术的反演方法，通过油气管道表面漏磁场及其梯度张量数据，利用欧拉反演方法及单磁偶极子磁场表达式，建立了油气管道应力集中区与构建表面漏磁场之间的定量关系，并快速准确地反演出了应力集中区的位置(47)，为油气管道应力集中区的早期诊断和检测提供了理论依
据。万方数据
1油气管道应力集中区模型建立
铁磁金属构件在外载荷作用下，在应力集中区发生具有磁致伸缩性质的磁畴定向和不可逆的重新取向，磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后保留下来，并且在缺陷处产生应力集中和漏磁场。利用漏磁场信号可以定性判断微观缺陷或应力集中的位置，因此油气管道在地磁场和外应力的作用后，会在内部产生应力集中区，为研究方便，现将应力集中区等效为磁偶极子，从而油气管道内部应力集中区位置定量化的反演问题便转化为磁偶极子位置的定量化反演，现假设油气管道某一部位在外应力去掉后，其内部产生一个应力集中区，该部位的周围油气管道都是完好的，如图1即为油气管
道壁应力集中区的磁偶极子模型["] zz
气学器
图1油气管道壁的应力集中区模型
如图1所示，设油气管道应力集中区坐标为(xo-yo,zo)，即等效磁偶极子的位置，令等效磁偶极作者简介：何峰（1971一），男，满族，吉林长春人，2005年毕业于中国石油大学工程管理专业，本科，工程师。现在中国石油天然气管道通信电力工程总公司从事电气工程施工管理工作。