一种站场工艺管道缺陷大提离漏磁检测方法

本发明涉及油气管道安全，特别涉及一种站场工艺管道缺陷大提离漏磁检测方法。

背景技术：

0、技术背景

1、油气站场中的钢质管道由于需要抵御外部环境的影响普遍敷设防腐层、保温层与外层防护结构以保障运行安全。随着服役年限的增加，管道内壁缺陷多由输送介质含腐蚀性组分和杂质冲蚀共同导致，在长期运行下诱发腐蚀与磨损类缺陷；管道外壁缺陷主要由包覆层破损失效产生电化学体积腐蚀缺陷。

2、漏磁检测方法在管道表面对缺陷的检出效果良好，现有相关研究多围绕贴壁检测条件开展，主要针对强磁饱和磁化状态下的漏磁信号进行缺陷反演分析。虽已有学者围绕提离干扰问题优化漏磁检测技术，但现有改进方案多集中于单一环节优化，尚未形成系统化的检测与反演体系。有必要构建一种适用于大提离工况的漏磁信号处理与缺陷尺寸定量反演方法，突破传统强磁饱和贴壁检测的局限，实现非饱和磁化、多干扰耦合条件下的管道内外壁腐蚀缺陷精准反演，最终达成不停产、不剥离包覆层的高效外检测。

技术实现思路

1、本发明提出了一种适用于不拆包覆层管道大提离条件的非饱和漏磁信号定量反演方法，通过收集包覆层管道基础信息，采集大提离工况的漏磁信号，对缺陷尺寸进行定量反演，构建一种适用于大提离工况的漏磁信号处理与缺陷尺寸定量反演方法。

2、本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是一种站场工艺管道缺陷大提离漏磁检测方法，包括以下步骤：

3、s1、收集包覆层管道基础信息，在带包覆层管道上开展现场检测，磁传感器阵列包含8个并排磁传感器，沿管道环向每15°布置一个，采集磁传感器阵列多方向磁场数据

b；

4、s2、采取移动滤波，得到滤波后的第

i个（

i=1、2、3、n）磁传感器在

j方向（包括x方向、y方向和z方向）的磁场。根据缺陷磁异常尺寸确定滑动窗口的长度为

l，滑动窗口的第一个数据对应的里程是

s，提取滑动窗口内的数据。找到滑动窗口内磁场数据的各个峰值（

t代表峰值，

k=1、2、3、n）及其里程；然后采用同样的方法将磁信号取负数求局部极大值点再取负数，得到窗口内磁场数据的各个谷值（

b代表谷值）及其里程；

5、s3、将

z方向的窗口数据和对应的峰值或谷值按照里程顺序从小到大相减并取绝对值，得到各个峰谷值（m=1、2、3、n）和对应的峰谷宽度，如果峰谷宽度小于60mm（预设干扰阈值），则认为是干扰信号且不予保存，其计算公式如下:

6、（1）；

7、s4、

x方向的峰谷宽度与

z方向的峰谷宽度一致，找到和范围内

x方向最小的谷值，则得到

x方向的峰谷值，其计算公式如下：

8、（2）；

9、保存

x方向峰谷值、

x方向峰谷宽度、

z方向峰谷值、

z方向峰谷宽度和

z方向峰值位置；

10、s5、将窗口的第一个数据

s增加

l/3，重新载入数据实现窗口滑动，重新按照s4找到各个窗口内的

x方向和

z方向的特征值；若两次窗口提取得到的

z方向峰值对应里程差值小于20个采样点（对应长度10mm），判定为重复特征并舍弃不存储；

11、s6、根据并排的8个磁传感器在相同位置的

x方向峰谷值确定

x方向平均峰谷值，如式（4）所示。设置一个标准差阈值，对比各局部极大值点对应的标准差和标准差阈值，从而判断该位置是干扰还是管道缺陷；

12、当标准差大于标准差阈值时，判断该位置是干扰，反之则为管道缺陷；

13、（3）；

14、（4）；

15、s7、根据sy/t6151-2022《钢质管道金属损失缺陷评价方法》的规定，缺陷是不规则的，需要采用凹坑深度仪或超声测厚仪等对缺陷深度进行测量，测量得到缺陷最深处的深度。当腐蚀缺陷深度大于80%管道壁厚时应立即响应，而当缺陷深度小于10%管道壁厚时可免于响应。实际上大部分腐蚀缺陷的深度都在10%到80%管道壁厚之间，因此需要计算最大安全操作压力和最大允许操作压力（maop），并比较两者的大小，如果最大安全操作压力小于maop，则即使深度小于80%也需要立即响应。建立基于特征值的含包覆层管道缺陷分类方法：

16、选取各磁传感器幅值最大的特征值，采用训练好的分类器判断管道缺陷类别，定位所有ⅱ类和ⅲ类缺陷。计算最大安全操作压力和maop，并判断该ⅱ类缺陷是否可接受，对部分严重的缺陷计算其真实长度；

17、s8、管道的圆柱体型和立方体型缺陷沿轴向切面都呈矩形。如式(5)所示，根据获取的磁异常长度的一半

x（通过磁传感器获取）、缺陷深度

h

1（通过缺陷分类模型输出）和提离高度

y（可通过包覆层厚度的设计资料得到）可计算得到缺陷的长度的一半

b，模型待定参数

a、

c、

d、

e、

f、

g通过收集包覆层管道的基础参数信息，同步获取管道现场实测数据，进而采用多项式拟合方法完成相关待定参数的确定；

18、（5）；

19、式中：

b为缺陷长度的一半，m；

h

1为缺陷深度，m；

y为提离高度，m；

x为磁异常长度的一半，m；

a、

c、

d、

e、

f、

g为模型待定参数；

20、有益效果：本发明尤其适用于不拆除包覆层条件下，快速、精确检测站场内钢质管道腐蚀缺陷，能够实现不停产大提离工况检测，有效降低施工与停产成本；依托多维度磁场特征滤波、阵列传感器特征判别机制，精准量化缺陷尺寸、判定危害等级，完全符合油气管道检测评价相关规范，检测可靠性与现场实用性突出。