一种管道达到磁饱和所需磁化强度的确定方法

技术领域

本发明涉及漏磁无损检测技术领域，尤其适用于不同管道壁厚和材质的磁化器磁化强度的确定方法。

背景技术

油气长输管道是我国重要能源基础设施，我国目前已建成了“三纵四横、连通海外、覆盖全国”的油气管网，油气管道已成为中国经济发展的重要命脉。随着管道服役时间的增长，由于管道质量、腐蚀以及外力破坏等多种原因，会造成管道发生诸多缺陷，导致管道使用强度降低，可能发生开裂、油气泄露甚至爆炸等严重安全事故。在役管道内外壁缺陷和大面积管壁减薄均是严重的安全隐患。因此，准确检测在役管道的壁厚对于管道完整性评估和寿命预测具有重大意义。

漏磁检测作为管道无损检测的常用方法之一，具有对管道环境要求不高，无需耦合、适用范围广、价格低廉等优点，应用非常广泛。但在漏磁检测中，对于不同壁厚及材质管道磁化强度的精确量化方面仍有许多问题需要解决，这对于漏磁检测信号的有效识别具有重要作用。

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，提供一种基于不同管道壁厚和管道材质达到磁饱和所需磁化器磁化强度的确定方法。

为实现上述目的，本方法采用的漏磁检测的方法包括以下步骤：将无缺陷的不同壁厚T

本发明具体包括以下步骤：

Step 1：构建磁化器模型，对给定管材设定不同的磁化强度H

Step 2：建立不同磁化强度H

Step 3：采用有限元仿真软件对Step 2中样本库进行仿真模拟计算，并提取管道表面处于磁化器中心位置的磁通密度B

Step 4：绘制样本库中不同磁化强度H

Step 5：对Step 4的曲线求取一阶微分，获得该磁化强度H

Step 6：改变磁化强度H

Step 7：将不同磁化强度H

Step 8：根据管材的B-H曲线（铁磁材料磁化特性曲线）在Step 7中所得的曲线上绘制磁饱和值水平线。

Step 9：随机选取壁厚T

可调节的磁化器参数有：磁铁矫顽力、磁铁长度、磁铁宽度、磁铁厚度、磁极间距。

对于Step 1中的磁化强度H

对于Step 5，B

对于Step 7中的曲线，依据H

对于Step 8中的曲线，根据管材B-H曲线转变点的磁饱和值绘制的水平直线和B

本发明的有益效果在于：利用不同管材的B-H曲线，提出了一种根据管材在不同磁化强度下的磁场分布随管道壁厚不同而发生变化的曲线分析方法，为磁化强度H

附图说明

图1是发明的流程图；

图2是本发明实施案例的模型示意图；

图3是不同磁化强度H

图4是1008钢在设定磁化强度H

图5是管道磁饱和值和磁饱和壁厚壁厚转变点T

图6是1008钢的B-H曲线图；

图7是H

具体实施方式

为了更加清晰地说明使用本发明的目的、方案和优势，以下给出一具体实例来对本发明进行进一步详细说明。另外，此处所描述的具体实施案例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所选取的管壁厚度主要集中在中厚壁厚的管道，但本发明涉及的方法不局限于中厚壁厚管道。对于壁厚较小的薄壁管，由于其易于被磁化至饱和状态，而工程中的永磁体成本主要在于磁化强度较大的永磁体。因此，综合考虑工程实际，本专利主要针对中厚壁厚的管道做探究。

本专利所涉及相关字母含义及单位

如图1所示，本发明的步骤为：

Step 1：构建磁化器模型，对给定管材设定磁化强度H

选用磁化器磁铁材料为永磁铁，管道采用1008钢（Q235钢），根据其B-H曲线，管道磁化至饱和的磁通密度在1630 mT。

调节磁化器的各项参数，其中可调节的参量包括矫顽力、磁铁长度、磁铁宽度、磁极间距和磁铁厚度。

Step 2：建立不同磁化强度H

在磁化强度H

将磁化强度H

Step 3：采用有限元仿真软件对Step 2的样本库进行仿真数值模拟计算，并提取管道表面处于磁化器中心位置的磁通密度B

Step 4：绘制样本库中不同磁化强度H

将曲线开始下降的壁厚T

Step 5：对Step 4的曲线求取一阶微分，获得该磁化强度H

将Step 4中所得的H

Step 6：改变磁化强度H

在25~80 kAm

Step 7：将不同磁化强度H

Step 8：根据管材的B-H曲线在Step 7中所得的曲线上绘制磁饱和值，如图5水平线引线所示。

1008钢的磁饱和点约为1630 mT，如图6所示，可以看出1630 mT与B

Step 9：对Step 7中所得的结果进行曲线绘制，得出磁饱和壁厚转变点T

由Step 9中绘制的H

Step 10：随机选取一个T

本案例随机选取了壁厚T