《金屬磁記憶檢測方法在水下管道中的適用性研究》論文發表期刊：《清洗世界》；發表周期：2021年08期

《金屬磁記憶檢測方法在水下管道中的適用性研究》論文作者信息：高博超（1983-），男，本科學歷，工程師，現在中海油能源發展裝備技術有限公司從事管道完整性及市場相關工作。

　　摘要 ：通過金屬磁記憶檢測方法進行管道缺陷檢測在陸上油氣管道上取得了良好的應用效果。而水下管道由于其環境的特殊性，特別是中海油公司很多油氣管道都深埋水下甚至海底，這時對于水下乃至海底管道的缺陷預測或者探傷就顯得尤為重要。然而水下管道缺陷檢測難度極大，合適恰當的檢測方法選擇至關重要。為此，本文在詳細總結金屬磁記憶檢測方法在陸上油氣管道檢測的成功經驗基礎上，開展了水下管道金屬磁記憶數據采集與分析，用來驗證金屬磁記憶檢測方法在水下是否適用，驗證所使用的參數及金屬磁記憶方法是否可以應用于水下管道缺陷的識別，以有效豐富海底管道的缺陷預測或者探傷技術。

　　關鍵詞 ：水下管道 ;金屬磁記憶檢測 ;數據采集與分析

　　0 引言

　　通過金屬磁記憶方法對油氣管道進行缺陷檢測或探傷已經在陸上管道中取得了良好的應用效果。而水下管道是否適用則需要進行數據采集與分析實驗。然而不同于陸上環境，應用金屬磁記憶法通過 T、Q、F 參數極值來識別管道中的缺陷，水下油氣管道環境介質發生了變化，實驗結果可能會有變化，可能會直接影響該方法的適用性。因此為了得到實驗結果，有必要開展實驗驗證所使用的參數乃至于金屬磁記憶方法應用于水下管道缺陷的識別，這對于水下乃至海底管道的缺陷預測或探傷具有重大意義。

　　1 水下實驗數據采集與分析

　　由于水下實驗條件較差，難以進行多組對比試驗。因此本次只采用相同的十寸管道，相同的探測儀器在水下進行測量，變化的是管道排列的方式，陸地上管道排列是由八段小管道焊接而成，而水下管道因為儀器性能限制，管道整體分為兩段，即每段都由四段短管焊接而成，這兩段管道之間沒有焊接，只是擺放在一起，那么這樣我們本次實驗要預測的焊縫數就變為 6 個。

　　實驗步驟如下 ：首先對水下數據進行相同的處理，基于磁場強度一階梯度計算水下磁測數據的 Q、T、F三參數并繪制圖像。因為在水下環境，干擾很多，所以進行了很多組重復測量，以最大限度排除噪聲對實驗的干擾。

　　圖 1 是水下實驗磁探頭檢測到的原始數據，本次實驗采用參數主要為歸一化磁異常梯度模量 Q，因此此處展示了計算 Q 使用到的磁異常一階梯度分量，三個方向的分量大致形態類似，沒有明顯特征，因此參照陸地實驗對樣本數據的處理方法，對一階梯度分量進行整理計算。

　　從圖 2 可以看出在 T、Q、F 三參數圖中，極值仍然十分明顯，即代表了缺陷位置處的數據異常很大。按照樣本管道的缺陷分布來看，在圖中應識別出 6 處焊縫，而 (a)(b)(c) 三圖均能識別出 8 處極值(圖 2.c 中 F 識別為極小值)表明管道部分位置缺陷分布并不明顯，如圖中橫軸 30 000 mm 標注 e 點左右即有 4 處極值 ( 需要說明的是，橫軸以 mm 標注了管道的長度，但這一長度并非實際管道的長度。因為用磁探頭進行測量時，是等時間采樣，每隔一定時間就會輸出一個磁分量值，體現在數據上就是每個數據之間的間隔都是 8 mm，但這 8 mm是虛指，只表明數據是等時采樣，并無具體含義，具體管道缺陷位置可以對比管道真實長度和圖中標注長度按比例查看 )，但仔細觀察可以發現 e 點左右這四處極值尺度都很小，相比于其他較大的異常值而言比較平緩，因此推測該處存在海底異常干擾，對實驗結果影響不大;除此之外，其他 5 處 abcdf 極值都較為明顯，對應于陸地實驗樣本采集整理的數據和得出的結論，可以認為是管道接縫處。管道預設缺陷在參數圖中并無明顯識別特征，因此此處不做進一步處理。

　　2 實驗結果

　　在陸地樣本實驗中，我們進行了多組對比，在水下實驗由于樣本數據較少加之干擾太大，對比試驗較少 ;且陸地樣本實驗主要用歸一化磁異常梯度模量 Q 來描述管道的缺陷位置及缺陷等級，因此水下實驗也采取了類似的做法，將樣本管道實驗結果與水下實測結果相對比，發現樣本管道檢測數據與水下檢測數據磁異常區域及異常曲線走勢一致，水下檢測數據震蕩明顯，部分曲線存在信號陡變。

　　水下檢測數據因 ROV 運行高度不穩定，異常 Y 軸幅值與陸上檢測數據存在差異，但基本符合樣本管道實驗結果，得到的結論與陸地樣本實驗一致，即可以通過歸一化磁異常梯度模量 Q 極值來判斷管道焊縫缺陷位置。這證明實驗結論在水下環境依然成立。

　　3 結語

　　綜上，在水下實驗中，我們同樣證明基于磁梯度測量的金屬管道焊縫與缺陷檢測方法對于管道裂隙識別是有效的。然而目前進行了水下樣本管道實驗，但客觀而言，對該方法的數據測試仍然是有限的，建議后續加強更多實際管道檢測的應用研究，采集更多的數據，驗證本方法的有效性及其特點。

　　參考文獻 ：

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　　[2] 徐海波，樊建春，李彬 . 金屬磁記憶檢測技術原理及發展概述 [J]. 石油礦場機械，2007(6):14-18.