CN110412120A - 管道裂纹检测方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种管道裂纹检测方法和装置，属于检测技术领域。管道裂纹检测方法包括：在管道内部对管道进行管道漏磁内检测和应力内检测；管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，应力内检测的结果为第二可视化信号；根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析；在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区。解决了相关技术中只能检测到金属损失缺陷，裂纹检测的局限性较大问题，达到了提高裂纹检测的全面性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种管道裂纹检测方法和装置。
背景技术
管道内检测是指利用管输介质驱动检测器在管道内运行，实时检测和记录管道的变形、腐蚀等损伤情况，并准确定位的作业。通过管道内检测检测出油气管道内存在的缺陷，可以预测事故隐患，提高油气管道的安全性。
现有技术中，多使用漏磁检测技术进行管道内检测，漏磁检测是指铁磁材料被磁化后，因管道表面的缺陷而在其表面形成漏磁场，人们可以通过检测漏磁场的变化进而发现管道的金属损失缺陷。其中，管道通常由金属材料制作，管道上出现的具有长度、宽度和深度的金属缺失的部分即为金属损失缺陷。
发明人在实现本发明的过程中，发现上述方式至少存在如下缺陷：上述冲检测技术适用于检测金属损失缺陷，无法检测潜在或细小裂纹。
发明内容
本申请实施例提供了一种管道裂纹检测方法和装置。所述技术方案如下：
根据本申请的一方面，提供了一种管道裂纹检测方法，该方法包括：
在管道内部对所述管道进行管道漏磁内检测和应力内检测；
获取所述管道漏磁内检测和应力内检测的检测结果，所述检测结果包括可视化信号，所述可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与所述位置信息对应的检测信号幅度，所述管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，所述应力内检测的结果为第二可视化信号；
根据所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区，所述其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。
可选的，所述方法还包括：
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于所述指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
可选的，所述检测结果还包括数据结果列表，所述数据结果列表包括所述第一可视化信号中波动幅度区间内的缺陷类型及缺陷位置。
可选的，所述每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，
所述根据所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析，包括：
根据所述周向坐标以及所述轴向坐标将所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号进行对齐；
根据对齐后的所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析。
可选的，所述漏磁内检测使用轴向励磁漏磁内检测技术，所述应力内检测使用磁性法检测技术。
根据本申请的另一方面，提供一种管道裂纹检测装置，所述管道裂纹检测装置包括：
检测模块，用于在管道内部对所述管道进行管道漏磁内检测和应力内检测；
检测数据获取模块，用于获取所述管道漏磁内检测和应力内检测的检测结果，所述检测结果包括可视化信号，所述可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与所述位置信息对应的检测信号幅度，所述管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，所述应力内检测的结果为第二可视化信号；
分析模块，用于根据所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区，所述其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。
可选的，所述确定模块，用于将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于所述指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
可选的，其特征在于，所述检测结果还包括数据结果列表，所述数据结果列表包括所述第一可视化信号中波动幅度区间内的缺陷类型及缺陷位置。
可选的，其特征在于，所述每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，
所述分析模块，用于：
根据所述周向坐标以及所述轴向坐标将所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号进行对齐；
根据对齐后的所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析。
可选的，所述漏磁内检测使用轴向励磁漏磁内检测技术，所述应力内检测使用磁性法检测技术。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过对管道内部进行管道漏磁内检测和应力内检测，将管道漏磁内检测的检测结果作为第一可视化信号，将应力内检测的结果作为第二可视化信号，根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析，将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区。解决了相关技术中只能检测到金属损失缺陷，裂纹检测的局限性较大问题，达到了提高裂纹检测的全面性的效果。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例提供的一种管道裂纹检测方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的另一种管道裂纹检测方法的流程图；
图3是本发明实施顺利提供的一种应力内检测可视化信号示意图；
图4为本发明实施提供的一种可视化信号对比图；
图5是图2所示的流程图中对管道进行分析的流程图；
图6为本发明实施提供的另一种可视化信号对比图；
图7是本发明实施例提供的一种管道裂纹检测装置的结构示意图。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
目前，油气管道中的金属损失缺陷及裂纹多使用超声裂纹检测技术或漏磁检测技术从管道内部对油气管道进行缺陷检测，其中超声裂纹检测技术由于其超声波方向与裂纹垂直，且检测时需要液体进行耦合，因此不适用于天然气管道的检测。漏磁检测技术仅能检测出金属损失缺陷，无法判断潜在裂纹区域。潜在裂纹区域是指管道中产生应力集中的区域，应力集中区域的应力应变会使管道产生裂纹，因此检测出潜在裂纹区对管道的安全隐患至关重要。
现有技术中的应力集中检测技术包括超声波法、X射线衍射法、电子剪切散斑干涉法、磁性法等。其中超声波法、X射线衍射法、电子剪切散斑干涉法是从管道外部进行检测，检测前需挖开埋在检测点管道上的土壤直至管道露出；磁性法可以从管道内部进行应力集中检测。
但是，由于油气管道的运行环境复杂，且金属损失缺陷等常规缺陷周围也存在应力集中，因此现有技术中的应力集中检测技术也无法直接判定油气管道的潜在裂纹区域。
图1是本申请实施例提供的一种管道裂纹检测方法的流程图，该方法可以包括下面几个步骤：
步骤101、在管道内部对管道进行管道漏磁内检测和应力内检测。
步骤102、获取管道漏磁内检测和应力内检测的检测结果，检测结果包括可视化信号，可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与位置信息对应的检测信号幅度，管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，应力内检测的结果为第二可视化信号。
步骤103、根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析：将管道中，在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；将管道中，在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区，其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。
综上所述，本申请实施例提供的管道裂纹检测方法，通过对管道内部进行管道漏磁内检测和应力内检测，将管道漏磁内检测的检测结果作为第一可视化信号，将应力内检测的结果作为第二可视化信号，根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析，将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区。解决了相关技术中只能检测到金属损失缺陷，裂纹检测的局限性较大问题，达到了提高裂纹检测的全面性的效果。
图2是本申请实施例提供的另一种管道裂纹检测方法的流程图，该方法可以包括下面几个步骤：
步骤201、在管道内部使用轴向励磁漏磁内检测技术对管道进行管道漏磁内检测，使用磁性法检测技术对管道进行应力内检测。
漏磁检测技术可以检测出油气管道金属损失缺陷，准确识别管道全线的特征及管道历史修复记录，且不需要耦合剂，受外界干扰小，检测速度快，更适合大面积、长距离的管道快速检测。漏磁检测技术主要包括周向励磁漏磁检测技术、轴向励磁漏磁内检测技术和三轴高清漏磁检测技术。本实施例采用轴向励磁漏磁内检测技术进行管道漏磁内检测，轴向励磁漏磁内检测技术采用轴向磁化方式，在管道中建立延管道轴向分布的磁场，对管道周向延伸的腐蚀缺陷、金属损失、周向裂纹等缺陷进行检测。也可以使用其他检测技术对管道进行检测，本发明实施例在此不作限定。
应力内检测中的磁性法检测技术可以从管道内部进行检测，因此本实施例采用磁性法检测技术对管道进行应力内检测。磁性法检测技术是基于铁磁性材料在磁化时会发生尺寸变化，铁磁体在应力作用下其磁化状态也会发生变化，通过测量磁性变化可以测定油气管道的应力集中区域。也可以使用其他检测技术对管道进行检测，本发明实施例在此不作限定。
步骤202、获取管道漏磁内检测和应力内检测的可视化信号。
可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与位置信息对应的检测信号幅度，管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，应力内检测的结果为第二可视化信号。
每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，可视化信号是将检测得到的信号通过软件中的坐标形式表现出来的图表，该软件可以阅览不同坐标位置的管道信号所形成的图表。图3是本发明实施顺利提供的一种应力内检测可视化信号示意图。其中本实施例中的轴向位置用图3中的检测里程表示，单位为米(m)，本实施例中的周向位置用图3中的周向时钟位置表示。如图3所示，应力内检测的检测可以以图3的形式表现出来，其中信号波动幅度较大的区域为应力集中区域。
步骤203、获取管道漏磁内检测和应力内检测的数据结果列表。
数据结果列表包括第一可视化信号中波动幅度区间内的缺陷类型及缺陷位置。在管道漏磁内检测中，一般会根据检测中的数据设置一个波动幅度区间，处在波动幅度区间内的点为确定的具有一定长度、宽度和深度的缺陷。再对处在该波动幅度区间内的缺陷进行分析，得到该点的缺陷类型及缺陷位置。该波动幅度区间可以是15％-30％，也可以是10％-20％，本发明实施例在此不作限定。数据结果列表中还包括管道中各个特征节点的位置信息，其中特征节点包括管道中使用的三通、阀门等零部件。
其中，步骤202中的可视化信号和步骤203中的数据结果列表可以同时获得。
步骤204、每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，根据周向坐标以及轴向坐标将第一可视化信号以及第二可视化信号进行对齐。
步骤204为可选地步骤。管道漏磁内检测和应力内检测可以同时进行检测，并在检测后由软件直接同步检测得到的第一可视化信号和第二可视化信号，本发明实施例在此不作具体描述。以上同时进行检测的情况下可以直接进行步骤205。
若管道漏磁内检测和应力内检测分别进行，则将检测后得到的第一可视化信号和第二可视化信号轴向坐标以及周向坐标进行对齐。图4为本发明实施提供的一种可视化信号对比图。其中本实施例中的轴向位置用图4中的检测里程表示，单位为米(m)，本实施例中的周向位置用图4中的周向时钟位置表示。对齐后的第一可视化信号和第二可视化信号如图4所示。其轴向上第一可视化信号和第二可视化信号的检测里程相同，周向时钟位置也相同。
步骤205、根据对齐后的第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析。
图5是图2所示的流程图中对管道进行分析的流程图。
步骤2051、将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
管道中已存在的缺陷周围也存在局部的应力集中，因此将应力内检测结果中已经确定的存在缺陷的区域周围的应力集中区域作为确定为存在金属损失缺陷的区域。由于在第一可视化信号中，将确定存在金属损失缺陷的区域设置在指定幅度区间中，因此对齐后的第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
步骤2052、在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区。
如图4所示，第一可视化信号中未出现波动，即该点在漏磁内检测中未检测到相关缺陷。而第二可视化信号中的信号波动区域a表明，应力内检测中检测到了管道在该点产生了应力集中，因此将该点作为可能会产生裂纹的潜在裂纹区域。
步骤2053、将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区。
图6为本发明实施提供的另一种可视化信号对比图，其中本实施例中的轴向位置用图6中的检测里程表示，单位为米(m)，本实施例中的周向位置用图6中的周向时钟位置表示。当第二可视化信号中出现信号波动且第一可视化信号中也出现了信号波动区域b，并且该信号波动幅度位于指定幅度区间外时，判定该点是否存在其他缺陷，其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。现有技术中已具有成熟识别其他缺陷的信号识别模型技术，本发明实施例在此不作详细描述。若该点既位于指定幅度区间外，又不是其他缺陷，则该点为可能会产生裂纹的潜在裂纹区域。
对上述三种情况分析后，即可得到管道的金属损失缺陷、其他缺陷和潜在裂纹区域。与现有技术相比，检测结果更加全面，有益于大幅度降低事故发生，提升管道运行的安全性。
综上所述，本申请实施例提供的管道裂纹检测方法，通过对管道内部进行管道漏磁内检测和应力内检测，将管道漏磁内检测的检测结果作为第一可视化信号，将应力内检测的结果作为第二可视化信号，根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析，将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区。解决了相关技术中只能检测到金属损失缺陷，裂纹检测的局限性较大问题，达到了提高裂纹检测的全面性的效果。
图7是本申请实施例提供的一种管道裂纹检测装置的结构框图，该管道裂纹检测装置700包括：
检测模块710，用于在管道内部对管道进行管道漏磁内检测和应力内检测。
检测数据获取模块720，用于获取管道漏磁内检测和应力内检测的检测结果。检测结果包括可视化信号，可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与位置信息对应的检测信号幅度，管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，应力内检测的结果为第二可视化信号。
分析模块730，用于根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析。
将管道中，在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区。
将管道中，在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区，其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。
可选的，确定模块740，用于将管道中，在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
可选的，检测结果还包括数据结果列表，数据结果列表包括第一可视化信号中波动幅度区间内的缺陷类型及缺陷位置。
可选的，每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，
分析模块730，用于：
根据周向坐标以及轴向坐标将第一可视化信号以及第二可视化信号进行对齐。根据对齐后的第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析。
可选的，漏磁内检测使用轴向励磁漏磁内检测技术，应力内检测使用磁性法检测技术。
综上所述，本申请实施例提供的管道裂纹检测装置，通过对管道内部进行管道漏磁内检测和应力内检测，将管道漏磁内检测的检测结果作为第一可视化信号，将应力内检测的结果作为第二可视化信号，根据第一可视化信号以及第二可视化信号对管道进行分析，将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；将管道中在第二可视化信号中出现信号波动，且在第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区。解决了相关技术中只能检测到金属损失缺陷，裂纹检测的局限性较大问题，达到了提高裂纹检测的全面性的效果。
以上所述仅为本发明可选的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管道裂纹检测方法，其特征在于，所述管道裂纹检测方法包括：
在管道内部对所述管道进行管道漏磁内检测和应力内检测；
获取所述管道漏磁内检测和应力内检测的检测结果，所述检测结果包括可视化信号，所述可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与所述位置信息对应的检测信号幅度，所述管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，所述应力内检测的结果为第二可视化信号；
根据所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区，所述其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于所述指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测结果还包括数据结果列表，所述数据结果列表包括所述第一可视化信号中波动幅度区间内的缺陷类型及缺陷位置；
所述数据结果列表中还包括所述管道中各个特征节点的位置信息，所述管道中各个特征节点包括所述管道中的零部件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，
所述根据所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析，包括：
根据所述周向坐标以及所述轴向坐标将所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号进行对齐；
根据对齐后的所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述漏磁内检测使用轴向励磁漏磁内检测技术，所述应力内检测使用磁性法检测技术。
6.一种管道裂纹检测装置，其特征在于，所述管道裂纹检测装置包括：
检测模块，用于在管道内部对所述管道进行管道漏磁内检测和应力内检测；
检测数据获取模块，用于获取所述管道漏磁内检测和应力内检测的检测结果，所述检测结果包括可视化信号，所述可视化信号的参数包括管道每个区域的位置信息及与所述位置信息对应的检测信号幅度，所述管道漏磁内检测的检测结果为第一可视化信号，所述应力内检测的结果为第二可视化信号；
分析模块，用于根据所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中未出现波动的区域确定为潜在裂纹区；
将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于指定幅度区间外且不属于其他缺陷的区域确定为潜在裂纹区，所述其他缺陷为腐蚀缺陷、制造缺陷和几何变形的至少一种。
7.根据权利要求6所述的管道裂纹检测装置，其特征在于，所述确定模块，用于将所述管道中，在所述第二可视化信号中出现信号波动，且在所述第一可视化信号中出现信号波动幅度位于所述指定幅度区间中的区域确定为存在金属损失缺陷的区域。
8.根据权利要求6所述的管道裂纹检测装置，其特征在于，所述检测结果还包括数据结果列表，所述数据结果列表包括所述第一可视化信号中波动幅度区间内的缺陷类型及缺陷位置，所述数据结果列表中还包括所述管道中各个特征节点的位置信息，所述管道中各个特征节点包括所述管道中的零部件。
9.根据权利要求6所述的管道裂纹检测装置，其特征在于，所述每个区域的位置信息包括轴向坐标以及周向坐标，
所述分析模块，用于：
根据所述周向坐标以及所述轴向坐标将所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号进行对齐；
根据对齐后的所述第一可视化信号以及所述第二可视化信号对所述管道进行分析。
10.根据权利要求6所述的管道裂纹检测装置，其特征在于，所述漏磁内检测使用轴向励磁漏磁内检测技术，所述应力内检测使用磁性法检测技术。
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