[00380305]钢管缺陷在线无损检测技术及应用

项目研究的背景及用途：钢管在石油天然气输送中占有极为重要的战略地位。钢管的任何一个小小的质量缺陷都会造成生产中极大的损失。钢管探伤质量的高低已经直接影响到生产厂家的质量信誉，并关系到钢管的销售，同时直接关系到在役管道腐蚀穿孔、爆管等造成的恶性事故的发生，以致中国每年用于油气管道维修费用达数亿元，从而造成人力物力的巨大浪费。钢管缺陷在线无损检测技术是利用磁器将管壁磁化，同时由磁传感器阵列探测各种缺陷损伤造成的磁通量泄漏，通过计算机实时采集传感器数据，建立模型进行数据分析，来确定缺陷尺寸、形状和所在部位。目前，国内对此研究的理论和实验较多，实际应用对缺陷只能定性分析，难于实现在线实时获取数据和将缺陷定量计算。该课题组对漏磁检测及相关技术进行探入的理论和实验研究，并结合实际应用到现场(钢管生产企业和油气输送企业)，取得的良好的效果。技术原理及工艺流程：多路传感器(128路磁敏传感器)感知缺陷漏磁场矢量，信号通过时分复用和程控增益放大采集处理后，数据存在电子磁盘上，之后对数据进行整合分析，利用数字信号处理、图像处理、波形识别和神经网络等人工智能技术，建立缺陷特征库和缺陷识别的非线性数学模型识别。工艺流程：管道磁化--缺陷处产生漏磁场--128路传感器获取缺陷的漏磁场--分析处理漏磁信号--获得缺陷漏磁场的特征--建立缺陷特征库和缺陷评价数学模型--评价缺陷尺寸。成果水平及主要技术指标：制作大量的各种类型的人工缺陷，建立常见缺陷的有限元分析模型，在理论研究的基础上，通过现场实验获取各种典型缺陷的建立漏磁场特征数据库，编制了缺陷漏磁场三维可视化软件，形成缺陷评价报告。1.常见管道缺陷有效区分开来；2.确定管道腐蚀缺陷的位置和等价外形尺寸；3.对缺陷的判别精度达到90%；4.编制管道腐蚀缺陷智能分析软件；生产规模及产量：生产各种规格的检测仪器5套/年。所需厂房面积：400平方米。主要设备：漏磁检测仪，多台计算机和服务器、各种辅助测量工具。设备投资：500万元。总投资：1000万元。市场分析及效益预测：目前的钢管生产企业和使用钢管单位很多，而对缺陷的检测多数是人工目视，或借助国外设备，效率和检测精度低、价格高以致很多用户难以承受，以致钢管的生产和使用过程中，不能很好的经过检测而常发生一些事故。因此，该技术的研究开发和应用能很好的弥补不足。可量化的经济效益：钢管生产的单位应用该技术可节约成本、减少浪费，在使用钢管的企业量，进行检测和数据分析可提前维护和替换，减少隐患和事故发生。不可量化的经济效益：该技术的推广和使用程度，在市场的占有率。