長輸油氣管道漏磁內檢測技術

內容簡介

無損檢測是現代工業進步與發展的質量保證。無損檢測集成技術能綜合多種無損檢測方法的優點，有效提高檢測精度和效率。本書基於著作者多年的研究與工程套用成果，系統介紹了電磁無損檢測集成技術射斷拒的基本原理、系統組成、信號處理與分析以及從儀器集成到結合機電一體化集成技術的新自動化集成無損檢測的研究進展，針對不同材料、機械構件研製的多種檢測方法的組合與集成系統及其在冶金、核電、鐵路及航空方面的套用，展示了自動化集成無損檢測系統研製與工業套用的廣闊前景。可供高等院校無損檢測專業研究生、教師和相關領域及學科的技術研究人員閱讀、參考。

圖書目錄

序1

序2

前言

第1章管道漏磁內檢測基礎知識1

1.1管道基本概念1

1.2長輸油氣管道腐蝕及其防護1

1.3管道漏磁內檢測技術的發展狀況2

1.4漏磁檢測原理4

1.4.1缺陷才鑽櫻漏磁場的形成機理4

1.4.2缺陷漏磁場的分布6

1.5漏磁檢測的磁化技術7

1.5.1磁化方式7

1.5.2磁化強度的選擇7

1.6漏磁場信號的測量8

1.6.1基本要求8

1.6.2磁測量元件9

第2章管道漏磁內檢測系統11

2.1管道漏磁內檢測技術11

2.2管道漏磁內檢測系統概述11

2.2.1管道漏磁內檢測系統的基本組成11

2.2.2管道漏磁內檢測系統的特點12

2.2.3管道漏磁內檢測裝置的要求13

2.2.4管道漏磁內檢測裝置的技術指標13

2.3管道漏磁內檢測裝置機械設計14

2.3.1總體機械結構14

2.3.2部件功能14

2.4檢測裝置的可靠性工藝17

2.4.1裝置的密封及耐壓工藝17

2.4.2檢測裝置的耐溫及耐油工藝18

2.4.3消除影響被測磁場分布因素的工藝措施19

第3章管道軸向勵磁漏磁內檢測技術20

3.1管道軸向勵磁方式檢測原理20

3.2管道軸向勵磁漏磁檢測信號特徵及影響因素20

3.2.1漏磁信號特徵量的定義與提取21

3.2.2缺陷長度對漏磁信號的影響22

3.2.3缺陷深度對漏磁信號的影響24

3.2.4感測器提離值對漏磁信淋嚷采殼號的影響26

3.2.5磁化器提離值對漏磁信號的影響28

3.2.6共同發生提離值對漏磁信號的影響29

3.2.7不同類型提離值對漏磁信號的影響30

3.2.8焊縫對漏磁信號的影響31

3.2.9檢測器運行速度對漏磁信號的影響32

3.3軸向勵磁實驗結果您嬸辯及分析33

3.3.1不同類型缺陷的對比33

3.3.2不同寬度缺陷的對比35

3.3.3不同深度缺陷的對比35

3.3.4不同長度缺陷的對比37

3.3.5螺旋焊縫信號分析39

第4章管道周向勵磁漏磁內檢測技術41

4.1管道周向勵磁檢測方法的檢測原市漿理41

4.2磁化系統最佳化設計42

4.2.1磁化器結構42

4.2.2等效磁迴路44

4.2.3磁迴路計算程式設計45

4.2.4永磁體參數46

4.3管道周向勵磁漏磁檢測信號特徵及影響因素48

4.3.1漏磁信號及其特徵量定義48

4.3.2缺陷距磁極的距離對漏磁信號的影響49

4.3.3缺陷深度凶束艱洪對漏磁信號的影響54

4.3.4缺陷周向寬度對漏磁信號的影響56

4.3.5缺陷軸向長度對漏磁信號的影響58

4.4 缺陷參數定量化研究60

4.4.1多元回歸分析理論61

4.4.2缺陷寬度的量化61

4.4.3缺陷長度的量化61

4.4.4缺陷深度的量化62

第5章管道磁記憶應力內檢測技術63

5.1力-磁耦合模型的建立63

5.2力-磁耦合關係的計算64

5.2.1力-磁耦合關係的計算方法64

5.2.2力-磁耦合關係基態特性計算64

5.2.3計算結果與討論65

5.3磁記憶效應影響因素的研究習端謎68

5.3.1摻雜效應的影響68

5.3.2晶格畸變的影響69

5.3.3外界磁場作用的影響70

第6章漏磁內檢測器速度控制技術71

6.1氣體管道的結構特點71

6.2內檢測器與加速度計72

6.3加速度控制系統模型72

6.3.1水平直管道中的加速度控制系統模型72

6.3.2坡道上升管道中的加速度控制系統模型74

6.3.3坡道下降管道中的加速度控制系統模型75

6.3.4垂直上升管道中的加速度控制系統模型75

6.3.5垂直下降管道中的加速度控制系統模型76

6.4控制算法介紹76

6.4.1PID控制76

6.4.2模糊邏輯系統的結構77

6.4.3T-S模糊模型78

6.5速度控制器設計79

6.5.1PI速度控制器79

6.5.2T-S模糊模型確定PI速度控制器的參數81

6.6仿真計算83

第7章管道慣性測繪內檢測技術84

7.1管道慣性測繪內檢測技術基礎84

7.1.1慣性技術概述84

7.1.2管道慣性測繪技術的發展86

7.1.3管道慣性測繪內檢測的工程解決方案87

7.2管道慣性測繪內檢測關鍵技術88

7.2.1參考坐標系及坐標轉換方法88

7.2.2捷聯慣性導航技術92

7.2.3捷聯慣性導航初始對準算法99

7.2.4捷聯慣性導航系統的卡爾曼濾波方程101

7.2.5捷聯慣性導航系統/里程輪組合導航系統的信息融合109

7.2.6管道地理坐標的終止點校正算法111

7.2.7磁標記在長輸管道內檢測中的套用114

7.2.8IMU感測器原始數據去噪效果的評價方法117

7.3管道慣性測繪內檢測典型工程實驗118

7.3.1實驗系統概述118

7.3.2典型實驗及簡要分析119

第8章管道漏磁內檢測數據處理方法127

8.1基於FPGA的多通道高速數據採集系統127

8.1.1現場可程式邏輯門陣列（FPGA）的特點和設計流程127

8.1.2基於FPGA的多通道高速數據採集系統概述131

8.1.3系統硬體設計132

8.2數據壓縮方法135

8.2.1數據壓縮方法分析135

8.2.2編碼的基本理論和實現方法138

8.2.3管道漏磁檢測數據的檢測無損壓縮方法146

8.2.4壓縮算法的FPGA實現152第9章管道漏磁內檢測缺陷量化方法155

9.1漏磁內檢測中的正問題和反問題155

9.2多變數統計分析方法156

9.2.1曲線擬合基本理論156

9.2.2管道漏磁曲線擬合的MATLAB實現159

9.2.3共軛梯度疊代法在管道漏磁內檢測缺陷量化中的套用163

9.3神經網路量化方法168

9.3.1BP神經網路的結構及算法168

9.3.2基於BP神經網路的缺陷量化170

9.4支持向量機量化方法171

9.4.1支持向量機基礎理論171

9.4.2LIBSVM支持向量機工具179

9.4.3支持向量機缺陷量化179

第10章管道漏磁內檢測工程項目的實施182

10.1內檢測器檢測作業182

10.1.1檢測前的準備工作182

10.1.2內檢

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