CN103268802A - 一种检测地下金属管道腐蚀情况的磁化装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测地下金属管道腐蚀情况的磁化装置及检测方法。磁化装置是由发射线圈和补偿线圈组成，它的结构制作参数是根据珀塞尔电磁学计算公式最终所得n1/n2=a1/a2，其中a1为发射线圈半径,a2为补偿线圈半径,n1为发射线圈匝数,n2为补偿线圈匝数。所述的检测方法为电源为磁化装置提供时控正反向电流，通电后产生高强度磁化场，使埋地金属管道被磁化，再由探头和测腐仪组成的检测系统完成取样、读数、存取、等功能，最后由计算机进行数据处理，在专用软件平台上做出界面分析。实践证明在人工磁化场的作用下，磁异常值的检测比普测增大25倍，分辨率极高。
Description
本发明属于检测、探测技术，适用于石油、化工、自来水、煤气等工业领域。
对于埋地钢管来说，发生腐蚀后通常表现为管道的管壁变薄，或者是出现凹坑与麻点。国外用于管道内腐蚀检测的技术有漏磁通法、超声波法、涡流检测法、激光检测法、电视测量法等。
目前国内外使用较为广泛的管道腐蚀检测方法是漏磁通法和超声波检测法。在对防腐检测及钢管腐蚀环境评估时，用以上方法测量必须停产进行，开挖并剥离防护层，再将仪器紧贴钢管进行测量。停产本身就是损失，这对于有关管网输送和管理部门很难接受。因此急需研究经济适用的检测方法与仪器设备来填补离线内腐蚀检测的技术空白。本项目测量技术优势是无需停产、离线监测、不破坏任何设施、内外腐蚀同时测量、成本低、效率高。
磁化测量基本原理是铁磁物质在磁场的作用下，物质周围被磁化产生磁异常。同样埋地金属管道在磁化场的作用下也会产生磁异常，磁异常的量级和钢管总量大小成正比，而腐蚀部分不产生磁化，这样就为检测钢管由腐损所导致的总量减少提供了依据，磁化测量方法由此而生。关键技术是成功解决了测量探头在强磁场中的补偿问题。
磁化装置结构是由发射线圈和补偿线圈构成，线圈骨架选用无磁性呢绒材料制成。为使探头在强磁场中探测不受影响，磁化装置放置探头的中心部位磁场必需为零，发射线圈和补偿线圈通电电流大小相同方向相反。在探测区域内补偿磁场不能影响到主磁场，为使磁化场辐射强度足够深，在探测被测物体深度达2米时必需保证绝对磁异常值大于2000nt。因而设计指标是发射线圈直径设为820mm、通电电流≥±8A、电源选择磷酸铁锂电池（96V/20AH）。为了消除误差，在探测时需要正负磁化场所产生磁异常值一并读出，取平均值保存。因此时控电源为磷酸铁锂电池（96V/20AH）和时间控制电路组成。
图1为磁化装置（1）结构图。
图2 为地下金属管道腐蚀情况的检测方法示意图。
图3时控电源（3）时间控制波形。
下面结合附图对本发明做进一步说明，本发明的一个实施例：
如图1所示：磁化装置（1）的工艺制作：为使探头在强磁场工作中不受影响，必须保证磁化装置中心部磁场为零，磁化装置是根据珀塞尔电磁学理论，通电圆形廻线的磁场计算公式： 
来确定线圈半径及匝数比等技术参数的。以圆形线框为例，设发射线框与补偿线框半径分别为a1(发射),a2(补偿)，匝数分别为n1,n2,线圈电流强度分别为I,-I ,线框中心垂直线上距中心点的距离为Z=0，发射线圈和补偿线圈所产生的磁场分别为Bz1,Bz2。如果中心磁场为零，则 
, 发射线圈电流（I）与补偿线圈电流（-I）大小相同，方向相反， 根据珀塞尔电磁学计算公式最终所得：n1/n2=a1/a2 。发射线圈和补偿线圈通电电流大小相同方向相反。补偿线圈所产生的反向磁化场辐射深度不能超过300mm，即在探测区域内补偿磁场不能影响到主磁场，为使主磁化场辐射足够深，在探测被测物体深度达2米时必需保证绝对磁异常值大于2000nt。因而设计指标是发射线圈直径设为820mm、通电电流≥±8A。
地下金属管道腐蚀情况的检测方法：如图2所示：时控电源（3）为磁化装置（1）提供时控正反向电流≥±8A，为了消除误差，在探测时需要正负磁化场所产生磁异常值一并读出，取平均值保存。因此时控电源（3）为磷酸铁锂电池（96V/20AH）和时间控制电路组成。通电后由磁化装置（1）产生高强度磁化场，使埋地金属管道被磁化，再由探头（2）和测腐仪（4）组成的检测系统完成取样、读数、存取、等功能，最后由计算机进行数据处理，在专用软件平台上做出界面分析。图3所示：时控电源（3）时间控制波形：操作过程：图3所示图形为一次测点的供电时间控制波形，按下时控电源（3）的触发开关，自动完成一个周期的正负磁化场的供电。在正电压供电时，测腐仪（4）检测到正磁异常值并在延时1秒后自动存读，同样在负电压供电时，也是在延时1秒后自动存读。如果测得正负磁化场磁异常值无异议，操作测腐仪（4）取平均值保存，在进行下一点测试。
Claims (4)
1.一种检测地下金属管道腐蚀情况的磁化装置及检测方法，其特征在于：磁化装置（1）结构是由发射线圈和补偿线圈构成，线圈骨架选用无磁性呢绒材料制成，为了使探头（2）在强磁场中探测不受影响，磁化装置（1）放置探头（2）的中心部位磁场必需为零，发射线圈和补偿线圈通电电流大小相同方向相反，为使磁化场辐射足够深，在探测被测物深度达2米时必需保证绝对磁异常值大于2000nt，因而设计指标是发射线圈直径设为820mm、通电电流≥±8A。
2.根据权利要求1所述的一种检测地下金属管道腐蚀情况的磁化装置及检测方法，其特征在于：时控电源（3）为磁化装置（1）提供时控正反向电流≥±8A，通电后由磁化装置（1）产生高强度磁化场，使埋地金属管道被磁化，再由探头（2）和测腐仪（4）组成的检测系统完成取样、读数、存取、等功能，最后由计算机进行数据处理，在专用软件平台上做出界面分析。
3.根据权利要求1所述的一种检测地下金属管道腐蚀情况的磁化装置及检测方法，其特征在于：磁化装置（1）是根据珀塞尔电磁学理论，通电圆形线圈的磁场计算公式： 
，来确定线圈半径及匝数比等技术参数，磁化装置（1）放置探头（2）的中心部位磁场Bz为零，最终所得n1/n2=a1/a2，其中a1为发射线圈半径,a2为补偿线圈半径,n1为发射线圈匝数,n2为补偿线圈匝数。
4.按权利要求2所述一种检测地下金属管道腐蚀情况的磁化装置及检测方法，其特征在于：时控电源（3）为磷酸铁锂电池和时间控制电路组成，按一定时间自动完成正负磁化场切换供电。
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Application publication date: 20130828 |