[发明专利]一种管道缺陷量化分析方法

说明书

本发明提供了一种管道缺陷量化的方法。首先，采用漏磁检测的方法，将管道磁化到饱和；然后，将传感器置于不同提离高度下采集漏磁信号的径向分量并提取其信号峰值；将所得信号峰值大小按照给定方程进行拟合，并采用神经网络算法构建缺陷几何特征参数与拟合方程系数之间的关系，进而对缺陷进行量化。本发明充分利用漏磁场信号随提离空间的变化规律，提供了一种新的缺陷量化的基本思路，本发明的精确度较高，绝对误差和相对误差都比较小，置信度较高。

技术领域

本发明涉及漏磁无损检测技术领域，尤其适用于一种管道常见腐蚀凹坑缺陷的检测与量化分析方法。

背景技术

管道运输作为传统五大运输方式之一，在能源、化工、油气等工业中有着十分重要的应用，尤其在石油天然气等国家战略能源的运输中起着巨大的作用。在各类管材中，铁磁性材料管道由于其原料丰富、制造简单、成型容易、成本低廉、无污染等优点而被广泛使用。但由于大多数油气管道深埋地下或海底，工况条件十分恶劣，会造成如腐蚀凹坑、裂纹等缺陷，从而严重影响管道的安全和使用寿命，造成严重的能源、经济损失和环境污染。因此，需要对其进行定期安全性评估。

漏磁检测作为管道无损检测中常见的方法之一，具有对管道内环境要求不高、无需耦合、适用范围广、价格低廉等优点。目前所采用的缺陷精确量化分析方法大多是直接构建缺陷参数和漏磁信号特征值之间的关系。虽然漏磁检测技术已十分成熟，但在缺陷的精确量化分析中仍有很多问题亟待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术缺陷，提供一种通过漏磁场在空间中的衰减规律、提离衰减效应来进行缺陷量化的分析方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的管道缺陷量化分析方法，采用漏磁检测的方法，将管道磁化到饱和，然后进行检测获得缺陷处的漏磁信号；定义提取信号传感器位置与管壁距离为提离值x，提取不同提离值x下缺陷处的漏磁信号径向分量(径向分量是指垂直于管壁指向管道中心的分量)并提取其信号峰值B_x-max。将不同缺陷尺寸下所得的峰值大小进行拟合，得到信号峰值B_x-max随提离值x变化拟合方程的拟合参量；并采用神经网络算法构建凹坑缺陷参数和拟合参量之间的关系，从而对缺陷进行量化。

本发明具体包括如下步骤：

Step 1：构建磁化器模型，调节磁化器各参数使得管道达到饱和状态。

Step 2：建立不同缺陷参数下的管道三维模型，形成管道缺陷样本库。

Step 3：采用有限元仿真软件对不同缺陷参数下的漏磁场进行计算，即仿真模拟。

Step 4：改变提取曲线距离管壁的高度，用以模拟不同提离值x下的漏磁信号径向分量分布。

Step 5：提取不同提离值x下漏磁信号径向分量分布。

Step 6：提取径向分量峰值B_x-max，绘制B_x-max随提离值x变化的散点图。

Step 7：选用合适的拟合方程，对Step 6中所得散点图进行拟合，获得拟合参量。

Step 8：将不同缺陷的拟合参量作为输入量，缺陷参数作为输出量，采用神经网络算法进行机器学习。

Step 9：对Step 8学习后的结果进行验证，以保证学习效果。

Step 10：重复Step 2～Step 6过程，对样本库中不同几何参数的缺陷进行模拟计算和数据提取，并绘制B_x-max随提离值x变化散点图。

Step 11：采用Step 7中所用方程进行拟合，获得拟合参量。

Step 12：将拟合参量带入学习结果中，系统自动输出缺陷参数，完成缺陷量化。