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基于增量磁导率提取的油气管道正交差分涡流内检测技术

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油气储运 2024年

作者：宫彦双完小康王宏军辛佳兴陈广明陈金忠余冰锋马义来中国石油天然气股份有限公司塔里木油田公司油气工程研究院中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国特种设备检测研究院

【目的】管道作为石油、天然气的主要运输方式，其运行工况复杂，易产生腐蚀、裂纹等缺陷。传统的漏磁检测设备由于质量大、磁吸力强，在小口径、低压管道中难以通过，且对于微小缺陷的检测能力不足；传统的涡流检测技术受趋肤效应的限... 详细信息

【目的】管道作为石油、天然气的主要运输方式，其运行工况复杂，易产生腐蚀、裂纹等缺陷。传统的漏磁检测设备由于质量大、磁吸力强，在小口径、低压管道中难以通过，且对于微小缺陷的检测能力不足；传统的涡流检测技术受趋肤效应的限制无法检出管道外壁及埋藏缺陷，同时难以识别缺陷的深度信息；超声检测由于需要耦合剂，不适用于天然气管道的检测。【方法】提出了直流磁化与正交差分涡流结合的管道缺陷检测技术，利用有限元分析方法探究了管道内、外表面缺陷对于管道内部涡流场和磁导率的影响规律。研制了正交差分涡流检测探头，开展了管道内、外表面缺陷动态扫查实验。【结果】研制的正交差分涡流检测探头对管道内、外壁腐蚀及内壁裂纹均有信号响应。随着腐蚀深度、长度、宽度的增加，响应信号的峰值和波峰波谷间距均呈现出正相关的变化规律。管道内壁腐蚀与埋藏、外壁腐蚀的响应信号相位相反，可以为缺陷位置的快速判定提供参考。【结论】研究成果对弥补传统漏磁、涡流检测技术的不足，促进管道在线检测技术的发展具有重要意义。（图13，表2，参21）

关键词：增量磁导率提取差分涡流检测内检测检测探头

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油气管道非饱和磁化应力检测技术研究

石油机械 2024年第7期52卷 137-144页

作者：陈潇辛佳兴苏政达史徐武何仁洋刘畅陈金忠江苏省特种设备安全监督检验研究院中国特种设备检测研究院中广核研究院有限公司北京燃气绿源达清洁燃料有限公司

应力集中是在役油气管道损伤、失效的重要原因,为能源的输送安全埋下巨大隐患。为此,提出一种非饱和磁化管道应力检测新方法,分析了非饱和磁化油气管道应力检测机理,推导获得了应力检测等效磁路模型,利用有限元方法探究了屏蔽层对应力... 详细信息

应力集中是在役油气管道损伤、失效的重要原因,为能源的输送安全埋下巨大隐患。为此,提出一种非饱和磁化管道应力检测新方法,分析了非饱和磁化油气管道应力检测机理,推导获得了应力检测等效磁路模型,利用有限元方法探究了屏蔽层对应力响应信号的影响规律,对X52管道钢试件在0~140 MPa范围内进行拉伸应力检测试验,验证了非饱和磁化检测探头对试件应力状态的感知能力。研究结果表明:随磁屏蔽层长度增加,信号畸变度持续增加,但梯度值减小;随磁屏蔽层厚度增加,信号畸变度先增加后减小;拉伸应力与响应信号呈现负相关的线性变化趋势。研制的检测探头对应力状态感知的灵敏度达到18.48 mV/MPa。研究成果可为管道应力集中在线检测探头及装备研制提供参考。

关键词：油气管道应力检测非饱和磁化等效磁路屏蔽

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基于内外检测数据对齐的管道腐蚀原因分析

油气田地面工程 2024年第6期43卷 80-85页

作者：王锋巨萌冯柏旗闻亚星陈金忠马义来中国特种设备检测研究院中国石油长庆油田分公司第一输油处

长庆油田某原油管道经漏磁内检测后对典型的外部腐蚀进行开挖,发现保温管下大面积腐蚀。基于管道内外检测数据对比,阴极保护、土壤电阻率及交/直流杂散电流干扰检测,结合直接开挖结果,研究原油管道腐蚀原因。研究结果表明:基于外检测时... 详细信息

长庆油田某原油管道经漏磁内检测后对典型的外部腐蚀进行开挖,发现保温管下大面积腐蚀。基于管道内外检测数据对比,阴极保护、土壤电阻率及交/直流杂散电流干扰检测,结合直接开挖结果,研究原油管道腐蚀原因。研究结果表明:基于外检测时,对阴极保护、土壤电阻率及交/直流杂散电流干扰进行检测,当无交/直流干扰,管道本体无腐蚀产生;基于内检测后,检测信号显示部分管道存在大量外部腐蚀缺陷,选取一处典型大面积腐蚀缺陷进行直接开挖,对该处缺陷进行交/直流干扰检测,检测无干扰,发现保温层出现渗水,保温层下管道本体出现浮锈,环氧煤沥青出现老化并与管道本体发生剥离,腐蚀产物和保温层发泡材料出现粘结。内外检测数据对齐能研究管道外部环境对管道本体安全和腐蚀的影响,可进一步完善管道完整性评价体系。

关键词：原油管道内外检测腐蚀老化剥离

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管道阴极保护电流内检测硬件系统设计

北京石油化工学院学报 2024年第1期32卷 56-59页

作者：杨志强熊治坤章卫文陈金忠孙静马义来国家管网集团浙江省天然气管网有限公司浙江杭州310000 中国特种设备检测研究院北京100029

针对传统外检测方法难以在某些特殊管段进行阴极保护电流检测的难题,通过管道内检测法实现管道电流参数的采集,消除了管道阴极保护电流检测盲区。给出了管道阴极保护电流硬件系统设计方案,包括电流放大电路设计、信号转换电路设计、电... 详细信息

针对传统外检测方法难以在某些特殊管段进行阴极保护电流检测的难题,通过管道内检测法实现管道电流参数的采集,消除了管道阴极保护电流检测盲区。给出了管道阴极保护电流硬件系统设计方案,包括电流放大电路设计、信号转换电路设计、电源方案设计。进行了管道阴极保护电流硬件系统实验测试,获得了阴极保护电流—电压标定曲线。测试结果表明,硬件系统可满足设计要求,为后续管道阴极保护内检测现场应用提供了硬件支持和理论依据。

关键词：阴极保护电流管道内检测电流放大电路信号转换电路

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基于CART的长输管道腐蚀速率计算方法

腐蚀与防护 2022年第12期43卷 78-82,108页

作者：闻亚星韩彬王锋陈金忠马义来中国特种设备检测研究院北京100013 中特检管道工程(北京)有限公司北京100029

管道腐蚀速率评估是管道完整性管理的重要部分,为了得到比较准确的管道腐蚀速率,利用连续两轮内检测(ILI)的数据计算管道局部腐蚀速率,以局部腐蚀速率为依据,采用分类与回归树(CART)将管道划分为若干管段,通过对管段腐蚀速率的评估,建... 详细信息

管道腐蚀速率评估是管道完整性管理的重要部分,为了得到比较准确的管道腐蚀速率,利用连续两轮内检测(ILI)的数据计算管道局部腐蚀速率,以局部腐蚀速率为依据,采用分类与回归树(CART)将管道划分为若干管段,通过对管段腐蚀速率的评估,建立管道腐蚀速率计算模型,并结合工程实例,比较分析了局部腐蚀速率、管段最大腐蚀速率、管线最大腐蚀速率对制定维修计划的影响。结果表明:该模型确定了腐蚀最严重的管段为1、6、12、25、38号管段,便于业主对这些管段进行重点监测和维护,并检查相关防腐蚀设施的有效性;基于CART管道划分的管段最大腐蚀速率方法最适用于作为管道评估腐蚀速率,该方法在确保管道安全的前提下,既能很好地表征各管段的腐蚀速率,又能防止管道的过度维修。

关键词：分类与回归树(CART) 腐蚀速率管段划分内检测(ILI)

基于CART-熵权法的管道腐蚀状态评估及其应用

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腐蚀与防护 2023年第9期44卷 16-21,100页

作者：闻亚星吕坦国滨王锋陈金忠马义来中国特种设备检测研究院北京100013

管道腐蚀状态评估是管道完整性管理的重要部分,为了评估管道腐蚀状态,根据长输管道腐蚀特点,采用两轮内检测数据计算管道的局部腐蚀速率。以局部腐蚀速率为依据,采用分类与回归树(CART)将管道划分为若干单元,利用熵权法建立腐蚀状态评... 详细信息

管道腐蚀状态评估是管道完整性管理的重要部分,为了评估管道腐蚀状态,根据长输管道腐蚀特点,采用两轮内检测数据计算管道的局部腐蚀速率。以局部腐蚀速率为依据,采用分类与回归树(CART)将管道划分为若干单元,利用熵权法建立腐蚀状态评估模型,并结合工程实例分析了管道腐蚀状态的相对等级。结果表明:平均预估维修比(ERF)对该管道腐蚀状态的影响最大,该模型确定了腐蚀最严重的管段为44、38、45、37单元,便于业主对这些管段进行重点监测和维修;基于CART-熵权法的腐蚀状态评估模型能够很好地用于管道腐蚀状态评估工作,为业主制定检维修策略提供科学合理的依据。

关键词：分类与回归树(CART) 熵权法管道单元划分腐蚀状态评估

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高能量激光诱导铝等离子体的发射光谱研究

光谱学与光谱分析 2003年第3期23卷 560-562页

作者：赵书瑞陈金忠魏艳红郭庆林河北大学物理科学与技术学院河北保定071002

用钕玻璃激光器 (～ 2 5J)烧蚀铝靶获得等离子体 ,以氩气作为保护气体 ,分析了环境气压、等离子体的观测高度、工作电压、激光功率密度对谱线强度的影响 ,并进行了简短的讨论。实验结果表明 ,环境气压为 88kPa时谱线强度最大 ;相同气压... 详细信息

用钕玻璃激光器 (～ 2 5J)烧蚀铝靶获得等离子体 ,以氩气作为保护气体 ,分析了环境气压、等离子体的观测高度、工作电压、激光功率密度对谱线强度的影响 ,并进行了简短的讨论。实验结果表明 ,环境气压为 88kPa时谱线强度最大 ;相同气压下随着观测高度的增大 ,谱线强度明显减弱 ,在气压为 88kPa观测位置距样品表面 1 5～ 2mm时谱线强度较强 ;并且随着激光工作电压、功率密度的增大 ,谱线强度逐渐提高。

关键词：激光诱导等离子体铝发射光谱谱线强度激光功率密度环境气压工作电压

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油气管道划痕非饱和漏磁检测与识别

石油机械 2022年第3期50卷 132-138页

作者：张雪伟陈金忠康小伟宋凯南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室中国特种设备检测研究院

油气管道在线检测技术可有效检测出金属损失缺陷,但对腐蚀和机械损伤划痕识别区分能力有限。针对现有管道检测技术存在不足的问题,提出了一种直流磁轭式非饱和漏磁检测技术。建立了管道机械损伤划痕部位的瞬态力学三维有限元模型,仿真... 详细信息

油气管道在线检测技术可有效检测出金属损失缺陷,但对腐蚀和机械损伤划痕识别区分能力有限。针对现有管道检测技术存在不足的问题,提出了一种直流磁轭式非饱和漏磁检测技术。建立了管道机械损伤划痕部位的瞬态力学三维有限元模型,仿真结果显示在管道划痕部位产生明显的压应力。搭建了非饱和漏磁检测试验装置,同时开展了非饱和磁化下油气管道划痕和腐蚀两种缺陷的对比试验。试验结果表明:与腐蚀漏磁信号相比,在划痕区域中间部位信号产生畸变,由应力作用引起的峰值占整个负峰值的40%;非饱和漏磁检测技术不仅能有效检测出腐蚀及划痕缺陷,而且实现了对二者的识别区分。研究结果可为非饱和漏磁检测技术应用于油气管道腐蚀和机械损伤划痕的检测与识别提供技术支撑。

关键词：油气管道腐蚀划痕非饱和磁化漏磁检测应力仿真

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ICP光源的激光烧蚀固体样品引入方法进展

光谱学与光谱分析 2009年第10期29卷 2843-2847页

作者：陈金忠郑杰梁军录苏红新李光魏艳红河北大学物理科学与技术学院河北保定071002

根据近几年来国内外的有关文献,叙述了ICP光源的激光烧蚀固体进样方法的研究进展及其在物质成分分析中的应用。着重阐述了激光输出特性(输出波长、脉冲宽度、重复频率、能量密度)和环境气氛(氦气、氩气)对样品烧蚀过程的影响,讨论了激... 详细信息

根据近几年来国内外的有关文献,叙述了ICP光源的激光烧蚀固体进样方法的研究进展及其在物质成分分析中的应用。着重阐述了激光输出特性(输出波长、脉冲宽度、重复频率、能量密度)和环境气氛(氦气、氩气)对样品烧蚀过程的影响,讨论了激光烧蚀室、气溶胶传输管道及样品引入改进装置在蒸发物质被传输到ICP光源过程中的作用。获得较小而均匀的气溶胶颗粒和稳定高效地将烧蚀物质输送到ICP是完善激光烧蚀固体进样技术的关键环节,元素分馏效应及蒸发物沉积是影响分析性能的重要因素。作为实际例子,也讨论了激光烧蚀固体进样电感耦合等离子体发射光谱法/质谱法在金属、玻璃、有机物及其他样品分析方面的应用,对分析方法的准确度、精密度、检出限和灵敏度进行了简要论述。

关键词：电感耦合等离子体固体取样激光烧蚀气溶胶