CN116124878A - 非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法 - Google Patents

非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116124878A
CN116124878A CN202211462673.XA CN202211462673A CN116124878A CN 116124878 A CN116124878 A CN 116124878A CN 202211462673 A CN202211462673 A CN 202211462673A CN 116124878 A CN116124878 A CN 116124878A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stress concentration
pipeline
magnetic
probe
gas pipeline
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211462673.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李睿
富宽
陈朋超
贾光明
郑建峰
王婷
赵云峰
任重
马江涛
孙晁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Oil and Gas Pipeline Network Corp
Original Assignee
China Oil and Gas Pipeline Network Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Oil and Gas Pipeline Network Corp filed Critical China Oil and Gas Pipeline Network Corp
Priority to CN202211462673.XA priority Critical patent/CN116124878A/zh
Publication of CN116124878A publication Critical patent/CN116124878A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
    • G01N27/85Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields using magnetographic methods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法,该装置包括外形为圆柱形的支撑体,沿支撑体的外周侧分布有滚轮和垫板;滚轮能带动支撑体沿支撑体轴向移动,垫板上设有U形探头,U形探头的背部与垫板连接,U形探头的两端为磁极;还包括探头外壳,探头外壳分别与U形探头的两端套接并使两磁极露出,探头外壳的中部设有磁阻传感器。本发明通过多个U形探头、磁阻传感器可同时检测管道内壁多个部位,实现对于油气管道的连续内检测;并且通过将管道局部磁化,再通过磁阻传感器采集拾取磁场信号,实现了对应力集中区域进行定位及量化,得出油气管道内部应力集中区域分布的具体信息。

Description

非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法
技术领域
本发明涉及管道电磁检测技术领域,具体涉及一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法。
背景技术
造成油气管道安全事故最主要原因为管壁腐蚀裂纹,而造成管壁腐蚀裂纹的原因为管道的应力集中。目前针对管道腐蚀裂纹检测的技术已经较为成熟,而针对油气管道应力集中的检测方法还处于研究阶段,对油气管道安全问题还没有起到有效的预防作用。因此准确地检测管道应力集中是预防管道失效的重要手段。
中国专利文献(公开号:CN205139080U)公开了一种使用磁记忆法检测管道应力的装置,该装置包括有信号采集模块、信号转换模块、微处理器、定距离信号发生装置、信号发射模块和触摸屏;信号采集模块将采集的信号传输到信号转换模块,信号转换模块将接收的模拟信号转换为数字信号后传输到微处理器;定距离信号发生装置实时将距离信号传输到微处理器;微处理器将接收的信号经过处理后分别传输到信号发射模块和触摸屏。信号采集模块包括有多个三轴梯度磁力仪或多组高分辨率的三维磁场传感器分别采集金属管道的X、Y、Z三个轴向的弱磁信号。信号转换模块包括信号滤波及缓冲放大器和A/D转换器;信号滤波及缓冲放大器输出的信号经过信号滤波及缓冲放大器后由A/D转换器将模拟信号转换为数字信号后传输至微处理器。
利用金属磁记忆法来检测应力是利用地磁场对材料内部磁畴的影响,材料产生应力集中的区域后磁场会发生变化,通过检测这种变化,就能够得到材料内部应力。材料在地磁场的影响下,这种应力改变导致的磁效应将会保留在被测材料内部,利用该方式检测材料的磁导率将不再需要外加磁场,但同时也带来了弊端,因为地磁场的磁场强度很低,因此材料内部的磁场极易受到干扰,并且只能通过检测构件表面的磁场分布情况间接地确定部件应力集中区的位置,无法得到被测区域应力的具体大小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:为了测得油气管道的被测区域应力集中分布情况和具体大小,本发明提供了一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,以及基于该装置的内检测方法,对油气管道的应力腐蚀问题起到有效的预防作用。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
本发明提供了一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,包括外形为圆柱形的支撑体,沿所述支撑体的外周侧分布有滚轮和垫板;所述滚轮能带动支撑体沿支撑体轴向移动,所述垫板上设有U形探头,所述U形探头的背部与垫板连接,U形探头的两端为磁极;还包括探头外壳,两个探头外壳分别与U形探头的两端套接并使两磁极露出,两个探头外壳之间设有磁阻传感器。
在上述技术方案的基础上,本发明提供的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置还可以做如下改进。
进一步的,所述U形探头包括U形的磁芯,磁芯上缠绕有线圈,U形的磁芯的背部与垫板连接,所述探头外壳分别与U形的磁芯两端套接。
采用上述进一步方案,便于控制探头的磁力大小,使管道的局部磁化强度可控,提高了在管道应力集中区域检测的可靠性及精准度。
进一步的,所述U形探头的背部通过弹簧与垫板连接。
采用上述进一步方案,使管道应力集中检测探头与被检管道紧密贴合,即使遇到管道缺陷也能正常运行,便于连续检测。
进一步的,所述弹簧设有两个并位于线圈两侧,垫板上设有两个用于放置弹簧的凹槽,所述线圈设于U形的磁芯中部,U形的磁芯材质为硅钢。
采用上述进一步方案,使应力集中检测探头装置紧密贴合油气管道,提高稳定性;硅钢适用于频率不超过400Hz的低频信号,硅钢片的价格低廉,有较高的磁饱和强度,降低了本发明的成本,并提高了使用寿命。
进一步的,所述支撑体为圆筒形,支撑体的外周侧均匀分布有至少4个滚轮和至少8个所述垫板,至少4个滚轮沿所述支撑体的外周侧排布成一圈,至少8个所述垫板沿所述支撑体的外周侧排布成一圈。
采用上述进一步方案,减小装置重量,且便于搬运。
进一步的,所述U形探头的两端沿圆筒形的支撑体轴向分布并沿支撑体径向朝外。
采用上述进一步方案,U形探头沿管道轴向运动检测,运动时稳定性好,确保全过程两磁极贴合管道内侧,例如当探头经过焊缝等凸起部位时,避免遗漏管道局部位置。
进一步的,所述探头外壳为隔磁材料。
采用上述进一步方案,提高磁场的集中性,使磁场能量充分利用。
进一步的,所述磁阻传感器为TMR2503传感器。
采用上述进一步方案,采用TMR2503传感器作为检测芯片,当外加磁场沿垂直于芯片表面方向变化时,惠斯通全桥提供差分电压输出,即,通过输出电压的变化,反应局部磁化部位的磁感应强度的变化;最终通过分析输出电压的变化即可判断管道的应力集中区域的大小及位置。
本发明还提供了一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测方法,该方法采用上述非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置实现;包括如下步骤:
调试U形探头的输出磁场,使被测管道的局部磁化部位的磁感应强度值处于1.4~1.6T;
将所述非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置放入被测管道内,U形探头的两端接触被测管道内壁,沿管道移动所述支撑体,使U形探头沿被测管道内壁轴向移动;
根据磁阻传感器的输出信号变化及变化时间,判断被测管道的应力集中区域的应力大小及位置。
在上述技术方案的基础上,本发明提供的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测方法还可以做如下改进。
进一步的,调试U形探头的输出磁场,使被测管道的局部磁化部位的磁感应强度值处于被测管道1.5T。
采用上述进一步方案,被测管道对应力相应效果最好,提高了管道应力集中检测的精准度。
本发明的有益效果是:
通过多个U形探头、磁阻传感器可同时检测管道内壁多个部位,实现对于油气管道的连续内检测;并且通过将管道局部磁化,再通过磁阻传感器采集拾取磁场信号,实现了对应力集中区域进行定位及量化,得出油气管道内部应力集中区域分布的具体信息。
检测装置在管道的B-H曲线在近饱和区域附近工作,被测管道对应力相应效果最好,提高了管道应力集中检测的精准度。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为U形探头的结构示意图。
图3为有无应力作用下管道B-H曲线。
图4为应力集中检测探头检测管道的等效磁路。
附图中,各附图标记所代表的技术特征如下:
1-支撑体;2-滚轮;3-垫板;4-U形探头;5-线圈;6-探头外壳;7-磁阻传感器;8-弹簧。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
本发明参见图1-4。
实施例一,如图1-2所示:
本发明提供了一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,包括外形为圆柱形的支撑体1,沿所述支撑体1的外周侧分布有滚轮2和垫板3;所述滚轮2能带动支撑体1沿支撑体1轴向移动,所述垫板3上设有U形探头4,所述U形探头4的背部与垫板3连接,U形探头4的两端为磁极;还包括探头外壳6,两个探头外壳6分别与U形探头4的两端套接并使两磁极露出,两个探头外壳6之间设有磁阻传感器7。
原理:本发明可置于管道内部使用,支撑体1沿轴向进入管道,滚轮2可带动支撑体1沿管道轴向移动,多个U形探头4两端接触管道内壁,并沿管道轴向移动。从而,多个U形探头4、磁阻传感器7可同时检测管道内壁多个部位,实现对于油气管道的连续内检测。线圈5通电时,U形探头4两端将管道局部磁化,两磁极和管道局部磁化部位形成了磁回路,当管道产生应力集中时,由于铁磁材料磁畴结构磁矩的排列和方向发生变化,磁感线不再平行于管道内表面,管道内部的磁场会发生变化,从而造成磁感线在应力集中区域产生波动。再通过磁阻传感器7采集拾取磁场信号,之后在电脑端进行管道检测信号的分析,对应力集中区域进行定位及量化,得出油气管道内部应力集中区域分布的具体信息。如图3所示,根据有无应力作用下管道B-H曲线,管道磁化部位的磁感应强度B与磁场强度H成正比,且各材料在已知一定应力下的B-H曲线、无应力下的B-H曲线可通过实验侧得,从而,当U形探头4两磁极施加一定磁场强度H时,只要通过磁阻传感器7测得磁感应强度B,即可计算得出应力值σ的大小。
综上,本发明提供的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,通过多个U形探头4、磁阻传感器7可同时检测管道内壁多个部位,实现对于油气管道的连续内检测;并且通过将管道局部磁化,再通过磁阻传感器7采集拾取磁场信号,实现了对应力集中区域进行定位及量化,得出油气管道内部应力集中区域分布的具体信息。
进一步的,所述U形探头4包括U形的磁芯,磁芯上缠绕有线圈5,U形的磁芯的背部与垫板3连接,所述探头外壳6分别与U形的磁芯两端套接。
采用上述进一步方案,便于控制探头的磁力大小,使管道的局部磁化强度可控,提高了在管道应力集中区域检测的可靠性及精准度。
进一步的,所述U形探头4的背部通过弹簧8与垫板3连接。
采用上述进一步方案,使管道应力集中检测探头与被检管道紧密贴合,即使遇到管道缺陷也能正常运行,便于连续检测。
进一步的,所述弹簧8设有两个并位于线圈5两侧,垫板3上设有两个用于放置弹簧8的凹槽,所述线圈5设于U形的磁芯中部,U形的磁芯材质为硅钢。
采用上述进一步方案,使应力集中检测探头装置紧密贴合油气管道,提高稳定性;硅钢适用于频率不超过400Hz的低频信号,硅钢片的价格低廉,有较高的磁饱和强度,降低了本发明的成本,并提高了使用寿命。
进一步的,所述支撑体1为圆筒形,支撑体1的外周侧均匀分布有至少4个滚轮2和至少8个所述垫板3,至少4个滚轮2沿所述支撑体1的外周侧排布成一圈,至少8个所述垫板3沿所述支撑体1的外周侧排布成一圈。。
采用上述进一步方案,减小装置重量,且便于搬运。
进一步的,所述U形探头4的两端沿圆筒形的支撑体1轴向分布并沿支撑体1径向朝外。
采用上述进一步方案,U形探头4沿管道轴向运动检测,运动时稳定性好,确保全过程两磁极贴合管道内侧,例如当探头经过焊缝等凸起部位时,避免遗漏管道局部位置。
进一步的,所述探头外壳6为隔磁材料。
采用上述进一步方案,提高磁场的集中性,使磁场能量充分利用。
进一步的,所述磁阻传感器7为TMR2503传感器。
采用上述进一步方案,采用TMR2503传感器作为检测芯片,当外加磁场沿垂直于芯片表面方向变化时,惠斯通全桥提供差分电压输出,即,通过输出电压的变化,反应局部磁化部位的磁感应强度的变化;最终通过分析输出电压的变化即可判断管道的应力集中区域的大小及位置。
实施例二,如图3-4所示:
本发明还提供了一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测方法,该方法采用上述非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置实现;包括如下步骤:
调试U形探头4的输出磁场,使被测管道的局部磁化部位的磁感应强度值处于1.4~1.6T;
将所述非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置放入被测管道内,U形探头4的两端接触被测管道内壁,沿管道移动所述支撑体1,使U形探头4沿被测管道内壁轴向移动;
根据磁阻传感器7的输出信号变化及变化时间,判断被测管道的应力集中区域的应力大小及位置。
原理:在非饱和局部磁化应力集中检测中,管道磁化强度的选择是该检测技术中最重要的步骤。如图3所示,管道的B-H曲线在近饱和区域(磁感应强度值为1.4~1.6T)对应力的响应效果最好,该区域适用于管道的应力检测,在饱和区域对应力基本无响应。在非饱和局部磁化检测中,管道磁化强度的选择在近饱和区域(磁感应强度值为1.5T),该区域是被测管道对应力相应效果最好的区域,可以提高管道应力集中检测的精准度。
根据磁阻传感器7的输出信号变化及变化时间,判断被测管道的应力集中区域的应力大小及位置的步骤,具体的:如图3所示,根据有无应力作用下管道B-H曲线,管道磁化部位的磁感应强度B与磁场强度H成正比,且各材料在已知一定应力下的B-H曲线、无应力下的B-H曲线可通过实验侧得,从而,当U形探头4两磁极施加一定磁场强度H时,只要通过磁阻传感器7测得磁感应强度B,即可计算得出应力值σ的大小;当无应力时,磁感应强度B为初始值,即磁阻传感器7的输出信号无变化;当U形探头4运行至应力集中区域时,在不变磁场强度H下,磁感应强度B发生变化,即磁阻传感器7的输出信号变化,变化持续的时间即为U形探头4处于应力集中区域位置的时间,并且根据一定应力下的B-H曲线可反推应力大小。
综上,本发明提供的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测方法,使检测装置在管道的B-H曲线在近饱和区域附近工作,被测管道对应力相应效果最好,提高了管道应力集中检测的精准度;实现对于油气管道的连续内检测;并且通过将管道局部磁化,再通过磁阻传感器7采集拾取磁场信号,实现了对应力集中区域进行定位及量化,得出油气管道内部应力集中区域分布的具体信息。
进一步的,调试U形探头4的输出磁场,使被测管道的局部磁化部位的磁感应强度值处于被测管道1.5T。
采用上述进一步方案,被测管道对应力相应效果最好,提高了管道应力集中检测的精准度。
以下是本发明提供的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置的实现原理:
检测管道时,假设磁路内部磁场是均匀的,则可将其进行磁路等效,等效磁路如图4所示。磁路等效是将磁路等效为电路的形式,其中的磁通φ对应于电流I、磁动势F对应于电动势U、磁阻Rm对应于电阻R。
F—单个激励线圈5的磁势。
F=NI(t),N代表激励线圈5匝数,I(t)为激励源提供的激励电流。
φ—磁通量。
φ1—U型磁芯内的磁通量,φ2—磁芯两头空气之间的磁通量,φ3—被测管道与磁芯间空气的磁通量。
R—磁阻。R2对应磁芯两极与被测管道之间的空气磁阻(接触缝隙),R3对应磁芯两头之间的空气磁阻(漏磁部分)。R1代表被测管道的磁阻。R4对应磁芯脚磁阻,R5对应线圈5缠绕方向磁芯磁阻。
根据磁路欧姆定律以及传感器结构的对称性,可得到下式:
由上式可得:
由于铁磁性材料中磁导率远大于空气的磁导率,可知R2>>R4,R2>>R5,R3>>R4,R3>>R5,(“>>”表示远大于,为物理学通用符号及术语),可得:
在外加磁场的作用下,对于磁各向异性的铁磁性材料主要以畴壁位移为主,同时也会发生磁畴转动磁化,此时应力能成为磁畴转动磁化过程中的主要阻力。
在应力作用下,铁磁性材料磁化率的变化与应力σ与饱和磁致伸缩系数λs有关。
此外,初始磁导率被定义为:
当残余应力随机取向时,初始磁导率可以通过sin2θ(θ=2/3)求平均值来进一步简化为:
由上式可知,管道的初始磁导率与应力成反比。应力与材料磁导率的关系化简后可得:
式中,±为应力的方向(垂直于磁场为+)。即使初始磁导率发生变化,磁饱和水平在此近似值中也不会发生变化。
对垂直于磁化场的拉伸残余应力(σr>0)采用一阶近似方法,磁导率将降低;对于垂直于磁化场的压应力(σr<0),磁导率将增加,当应力与磁场平行时,反之。
因磁阻Rm为:
当被测管道产生应力集中时,μr会产生变化,导致R1产生变化。
被测管道检测区域磁感应强度可表示为:
式中:S1为被检测区域管道横截面积,单位为mm2
被测管道应力集中检测区域磁感应强度可表示为:
被测管道应力集中磁感应强度差值为:
被测管道检测区域磁感应强度可表示为:
式中:S1可以通过截面积公式计算,R1可以通过读取μr计算,R2、R3可以通过万能表来测量。
管道应力集中检测探头采用TMR2503传感器作为检测芯片,当外加磁场沿垂直于芯片表面方向变化时,惠斯通全桥提供差分电压输出。
传感器输出电压的差值为:
式中:U为输出信号,单位为mV。
通过读取磁感应强度的变化值,可得到输出电压的变化,最终通过分析输出电压的变化来判断管道的应力集中区域的大小及位置。
在本发明的描述中,需要理解的是,如果出现了指示方位、方向或位置关系的描述用语,例如:“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,在本说明书中指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了方便理解本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的部分、元件或整体必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,如果出现了次序描述用语,例如:“第一”、“第二”等,在本说明书中的用途是为了便于理解或简化描述,例如,为了区分多个具有相同类型或功能的技术特征,而又不得不单独提及时,本说明书可能采用前缀或后缀次序描述用语的方式将其区分。因此,不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,如果采用了结构相对作用关系描述用语,例如:“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,除非另有明确的规定和限定,否则应做广义的理解。例如,“安装”、“相连”、“连接”等,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系;“固定”可以是形成一体的固定,也可以是通过紧固件可拆卸的固定;可以是直接固定,也可以是通过中间媒介固定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本发明中的具体含义。
在本发明中,如果出现了含有附属或连接含义的描述用语,例如,第一特征在第二特征“上”或“下,除非另有明确的规定和限定,否则不应做限定性的理解,例如,“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,也可以是第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况、所处的语境、前后文的文意连贯性等理解上述描述用语在本发明中的具体含义。
进而,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述,并不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例、示例以及不同实施例、示例的特征进行结合和组合,这些结合或组合都应归入本发明所概括的范围之内。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在其公开渠道可以获得的信息范围内,结合本申请文件所给出的技术启示,可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:包括外形为圆柱形的支撑体(1),沿所述支撑体(1)的外周侧分布有滚轮(2)和垫板(3);所述滚轮(2)能带动支撑体(1)沿支撑体(1)轴向移动,所述垫板(3)上设有U形探头(4),所述U形探头(4)的背部与垫板(3)连接,U形探头(4)的两端为磁极;还包括探头外壳(6),两个探头外壳(6)分别与U形探头(4)的两端套接并使两磁极露出,两个探头外壳(6)之间设有磁阻传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述U形探头(4)包括U形的磁芯,磁芯上缠绕有线圈(5),U形的磁芯的背部与垫板(3)连接,所述探头外壳(6)分别与U形的磁芯两端套接。
3.根据权利要求2所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述U形探头(4)的背部通过弹簧(8)与垫板(3)连接。
4.根据权利要求3所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述弹簧(8)设有两个并位于线圈(5)两侧,垫板(3)上设有两个用于放置弹簧(8)的凹槽,所述线圈(5)设于U形的磁芯中部,U形的磁芯材质为硅钢。
5.根据权利要求2所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述探头外壳(6)为隔磁材料。
6.根据权利要求1所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述支撑体(1)为圆筒形,支撑体(1)的外周侧均匀分布有至少4个滚轮(2)和至少8个所述垫板(3),至少4个滚轮(2)沿所述支撑体(1)的外周侧排布成一圈,至少8个所述垫板(3)沿所述支撑体(1)的外周侧排布成一圈。
7.根据权利要求6所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述U形探头(4)的两端沿圆筒形的支撑体(1)轴向分布并沿支撑体(1)径向朝外。
8.根据权利要求1所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置,其特征在于:所述磁阻传感器(7)为TMR2503传感器。
9.一种非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测方法,其特征在于,采用权利要求1-8任一项所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置实现;包括如下步骤:
调试U形探头(4)的输出磁场,使被测管道的局部磁化部位的磁感应强度值处于1.4~1.6T;
将所述非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置放入被测管道内,U形探头(4)的两端接触被测管道内壁,沿被测管道移动所述支撑体(1),使U形探头(4)沿被测管道内壁轴向移动;
根据磁阻传感器(7)的输出信号变化及变化时间,判断被测管道的应力集中区域的应力大小及位置。
10.根据权利要求9所述的非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测方法,其特征在于:调试U形探头(4)的输出磁场,使被测管道的局部磁化部位的磁感应强度值处于被测管道1.5T。
CN202211462673.XA 2022-11-21 2022-11-21 非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法 Pending CN116124878A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211462673.XA CN116124878A (zh) 2022-11-21 2022-11-21 非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211462673.XA CN116124878A (zh) 2022-11-21 2022-11-21 非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116124878A true CN116124878A (zh) 2023-05-16

Family

ID=86301692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211462673.XA Pending CN116124878A (zh) 2022-11-21 2022-11-21 非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116124878A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116735700A (zh) * 2023-08-08 2023-09-12 国机传感科技有限公司 一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116735700A (zh) * 2023-08-08 2023-09-12 国机传感科技有限公司 一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法
CN116735700B (zh) * 2023-08-08 2023-12-08 沈阳仪表科学研究院有限公司 一种管道缺陷应力复合检测传感器及检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jomdecha et al. Design of modified electromagnetic main-flux for steel wire rope inspection
US6150809A (en) Giant magnetorestive sensors and sensor arrays for detection and imaging of anomalies in conductive materials
JP2845446B2 (ja) 渦電流プローブ
Pham et al. Highly sensitive planar Hall magnetoresistive sensor for magnetic flux leakage pipeline inspection
US20040045373A1 (en) Measurement of torsional dynamics of rotating shafts using magnetostrictive sensors
JP4021321B2 (ja) 強磁性材料の応力測定
Chen et al. A giant-magnetoresistance sensor for magnetic-flux-leakage nondestructive testing of a pipeline
CN116124878A (zh) 非饱和局部磁化油气管道应力集中内检测装置及方法
EP3749951A1 (en) Probe for eddy current non-destructive testing
JP2766929B2 (ja) 非破壊検査装置
WO2008072508A1 (ja) 非破壊検査装置及び非破壊検査方法
US6779409B1 (en) Measurement of torsional dynamics of rotating shafts using magnetostrictive sensors
CN103675094A (zh) 一种无损探伤装置
Wang et al. Multi-frequency imaging with non-linear calibration of magnetoresistance sensors for surface and buried defects inspection
CN108037178A (zh) 一种金属管道腐蚀缺陷检测用低频电磁阵列传感器
CN207636538U (zh) 一种金属管道腐蚀缺陷检测用低频电磁阵列传感器
Wang et al. Optimal design of iron-cored coil sensor in magnetic flux leakage detection of thick-walled steel pipe
EP3118641B1 (en) An improved giant magneto-impedance (gmi) based sensing device for the detection of carburization in austenitic stainless steel
JP2005338046A (ja) 金属管の非破壊検査装置
Wu et al. A novel magnetic testing method for the loss of metallic cross-sectional area of bridge cables
Sharatchandra Singh et al. Development of a high sensitive magnetic flux leakage instrument for imaging of localised flaws in small diameter ferromagnetic steel tubes
Vértesy et al. Nondestructive material evaluation by novel electromagnetic methods
Hwang et al. Magnetic images of surface crack on heated specimen using an area-type magnetic camera with high spatial resolution
Witos et al. Magnetic state observer in NDT and SHM studies
US20230221385A1 (en) Apparatus and method for measuring thickness of tubings in downhole applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination