中石化長(zhǎng)輸油氣管道檢測(cè)有限公司

序1

序2

前言

第1章管道漏磁內(nèi)檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)1

1.1管道基本概念1

1.2長(zhǎng)輸油氣管道腐蝕及其防護(hù)1

1.3管道漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r2

1.4漏磁檢測(cè)原理4

1.4.1缺陷漏磁場(chǎng)的形成機(jī)理4

1.4.2缺陷漏磁場(chǎng)的分布6

1.5漏磁檢測(cè)的磁化技術(shù)7

1.5.1磁化方式7

1.5.2磁化強(qiáng)度的選擇7

1.6漏磁場(chǎng)信號(hào)的測(cè)量8

1.6.1基本要求8

1.6.2磁測(cè)量元件9

第2章管道漏磁內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)11

2.1管道漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)11

2.2管道漏磁內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)概述11

2.2.1管道漏磁內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成11

2.2.2管道漏磁內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)12

2.2.3管道漏磁內(nèi)檢測(cè)裝置的要求13

2.2.4管道漏磁內(nèi)檢測(cè)裝置的技術(shù)指標(biāo)13

2.3管道漏磁內(nèi)檢測(cè)裝置機(jī)械設(shè)計(jì)14

2.3.1總體機(jī)械結(jié)構(gòu)14

2.3.2部件功能14

2.4檢測(cè)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(cè)裝置的耐溫及耐油工藝18

2.4.3消除影響被測(cè)磁場(chǎng)分布因素的工藝措施19

第3章管道軸向勵(lì)磁漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)20

3.1管道軸向勵(lì)磁方式檢測(cè)原理20

3.2管道軸向勵(lì)磁漏磁檢測(cè)信號(hào)特征及影響因素20

3.2.1漏磁信號(hào)特征量的定義與提取21

3.2.2缺陷長(zhǎng)度對(duì)漏磁信號(hào)的影響22

3.2.3缺陷深度對(duì)漏磁信號(hào)的影響24

3.2.4傳感器提離值對(duì)漏磁信號(hào)的影響26

3.2.5磁化器提離值對(duì)漏磁信號(hào)的影響28

3.2.6共同發(fā)生提離值對(duì)漏磁信號(hào)的影響29

3.2.7不同類型提離值對(duì)漏磁信號(hào)的影響30

3.2.8焊縫對(duì)漏磁信號(hào)的影響31

3.2.9檢測(cè)器運(yùn)行速度對(duì)漏磁信號(hào)的影響32

3.3軸向勵(lì)磁實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析33

3.3.1不同類型缺陷的對(duì)比33

3.3.2不同寬度缺陷的對(duì)比35

3.3.3不同深度缺陷的對(duì)比35

3.3.4不同長(zhǎng)度缺陷的對(duì)比37

3.3.5螺旋焊縫信號(hào)分析39

第4章管道周向勵(lì)磁漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)41

4.1管道周向勵(lì)磁檢測(cè)方法的檢測(cè)原理41

4.2磁化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)42

4.2.1磁化器結(jié)構(gòu)42

4.2.2等效磁回路44

4.2.3磁回路計(jì)算程序設(shè)計(jì)45

4.2.4永磁體參數(shù)46

4.3管道周向勵(lì)磁漏磁檢測(cè)信號(hào)特征及影響因素48

4.3.1漏磁信號(hào)及其特征量定義48

4.3.2缺陷距磁極的距離對(duì)漏磁信號(hào)的影響49

4.3.3缺陷深度對(duì)漏磁信號(hào)的影響54

4.3.4缺陷周向?qū)挾葘?duì)漏磁信號(hào)的影響56

4.3.5缺陷軸向長(zhǎng)度對(duì)漏磁信號(hào)的影響58

4.4 缺陷參數(shù)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(zhǎng)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(yīng)力內(nèi)檢測(cè)技術(shù)63

5.1力-磁耦合模型的建立63

5.2力-磁耦合關(guān)系的計(jì)算64

5.2.1力-磁耦合關(guān)系的計(jì)算方法64

5.2.2力-磁耦合關(guān)系基態(tài)特性計(jì)算64

5.2.3計(jì)算結(jié)果與討論65

5.3磁記憶效應(yīng)影響因素的研究68

5.3.1摻雜效應(yīng)的影響68

5.3.2晶格畸變的影響69

5.3.3外界磁場(chǎng)作用的影響70

第6章漏磁內(nèi)檢測(cè)器速度控制技術(shù)71

6.1氣體管道的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)71

6.2內(nèi)檢測(cè)器與加速度計(jì)72

6.3加速度控制系統(tǒng)模型72

6.3.1水平直管道中的加速度控制系統(tǒng)模型72

6.3.2坡道上升管道中的加速度控制系統(tǒng)模型74

6.3.3坡道下降管道中的加速度控制系統(tǒng)模型75

6.3.4垂直上升管道中的加速度控制系統(tǒng)模型75

6.3.5垂直下降管道中的加速度控制系統(tǒng)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(tǒng)的結(jié)構(gòu)77

6.4.3T-S模糊模型78

6.5速度控制器設(shè)計(jì)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(shù)81

6.6仿真計(jì)算83

第7章管道慣性測(cè)繪內(nèi)檢測(cè)技術(shù)84

7.1管道慣性測(cè)繪內(nèi)檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)84

7.1.1慣性技術(shù)概述84

7.1.2管道慣性測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展86

7.1.3管道慣性測(cè)繪內(nèi)檢測(cè)的工程解決方案87

7.2管道慣性測(cè)繪內(nèi)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)88

7.2.1參考坐標(biāo)系及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法88

7.2.2捷聯(lián)慣性導(dǎo)航技術(shù)92

7.2.3捷聯(lián)慣性導(dǎo)航初始對(duì)準(zhǔn)算法99

7.2.4捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的卡爾曼濾波方程101

7.2.5捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)/里程輪組合導(dǎo)航系統(tǒng)的信息融合109

7.2.6管道地理坐標(biāo)的終止點(diǎn)校正算法111

7.2.7磁標(biāo)記在長(zhǎng)輸管道內(nèi)檢測(cè)中的應(yīng)用114

7.2.8IMU傳感器原始數(shù)據(jù)去噪效果的評(píng)價(jià)方法117

7.3管道慣性測(cè)繪內(nèi)檢測(cè)典型工程實(shí)驗(yàn)118

7.3.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述118

7.3.2典型實(shí)驗(yàn)及簡(jiǎn)要分析119

第8章管道漏磁內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)處理方法127

8.1基于FPGA的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)127

8.1.1現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列（FPGA）的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)流程127

8.1.2基于FPGA的多通道高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)概述131

8.1.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)132

8.2數(shù)據(jù)壓縮方法135

8.2.1數(shù)據(jù)壓縮方法分析135

8.2.2編碼的基本理論和實(shí)現(xiàn)方法138

8.2.3管道漏磁檢測(cè)數(shù)據(jù)的檢測(cè)無損壓縮方法146

8.2.4壓縮算法的FPGA實(shí)現(xiàn)152第9章管道漏磁內(nèi)檢測(cè)缺陷量化方法155

9.1漏磁內(nèi)檢測(cè)中的正問題和反問題155

9.2多變量統(tǒng)計(jì)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(shí)現(xiàn)159

9.2.3共軛梯度迭代法在管道漏磁內(nèi)檢測(cè)缺陷量化中的應(yīng)用163

9.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)量化方法168

9.3.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及算法168

9.3.2基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺陷量化170

9.4支持向量機(jī)量化方法171

9.4.1支持向量機(jī)基礎(chǔ)理論171

9.4.2LIBSVM支持向量機(jī)工具179

9.4.3支持向量機(jī)缺陷量化179

第10章管道漏磁內(nèi)檢測(cè)工程項(xiàng)目的實(shí)施182

10.1內(nèi)檢測(cè)器檢測(cè)作業(yè)182

10.1.1檢測(cè)前的準(zhǔn)備工作182

10.1.2內(nèi)檢2100433B

2021年6月，中石化洛陽(yáng)工程有限公司黨委被中共河南省委授予“河南省先進(jìn)基層黨組織”稱號(hào)。

2021年12月22日，擬定中石化洛陽(yáng)工程有限公司為2021年河南省創(chuàng)新龍頭企業(yè)。

無損檢測(cè)是現(xiàn)代工業(yè)進(jìn)步與發(fā)展的質(zhì)量保證。無損檢測(cè)集成技術(shù)能綜合多種無損檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)，有效提高檢測(cè)精度和效率。本書基于著作者多年的研究與工程應(yīng)用成果，系統(tǒng)介紹了電磁無損檢測(cè)集成技術(shù)的基本原理、系統(tǒng)組成、信號(hào)處理與分析以及從儀器集成到結(jié)合機(jī)電一體化集成技術(shù)的新自動(dòng)化集成無損檢測(cè)的研究進(jìn)展，針對(duì)不同材料、機(jī)械構(gòu)件研制的多種檢測(cè)方法的組合與集成系統(tǒng)及其在冶金、核電、鐵路及航空方面的應(yīng)用，展示了自動(dòng)化集成無損檢測(cè)系統(tǒng)研制與工業(yè)應(yīng)用的廣闊前景。可供高等院校無損檢測(cè)專業(yè)研究生、教師和相關(guān)領(lǐng)域及學(xué)科的技術(shù)研究人員閱讀、參考。