本發(fā)明涉及金屬管道探傷領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)探測(cè)金屬管道局部缺陷普遍采用接觸式探測(cè)金屬管道局部缺陷的方法，其主要是利用專業(yè)探測(cè)設(shè)備(內(nèi)檢探傷儀)，來記錄預(yù)先被磁化的金屬管道的磁場(chǎng)應(yīng)力缺陷。該方法包括了清洗設(shè)備和內(nèi)檢探傷儀，沖洗、清潔金屬管道內(nèi)部并且保障剖面的完全通暢，在磁化管壁的同時(shí)讓探傷儀通過，根據(jù)分散和飽和的磁場(chǎng)記錄并存儲(chǔ)磁場(chǎng)異常，判讀所獲得的信息以便判定被發(fā)現(xiàn)的異常的位置和特征，根據(jù)該方法確定金屬管道所有局部缺陷的位置和參數(shù)并且推測(cè)缺陷產(chǎn)生的原因。該方法主要通過內(nèi)部檢測(cè)，而使用內(nèi)檢測(cè)設(shè)備價(jià)格昂貴，且對(duì)金屬管道進(jìn)行清理消磁，還要對(duì)金屬管道進(jìn)行均勻磁化，過程繁瑣，而且要求靠近被檢測(cè)物體的表面，會(huì)要求預(yù)先開挖金屬管道，由于金屬管道條件不具備大量盲目開挖的可能因而限制了其大規(guī)模的推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法，克服了現(xiàn)有接觸式探測(cè)金屬管道局部缺陷的方法中種種弊端。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法，包括以下步驟，

s1，根據(jù)地埋金屬管道的走向和方位確定地面非接觸式探測(cè)的探測(cè)路線，并在探測(cè)路線上布置一系列測(cè)點(diǎn)；

s2，沿探測(cè)路線進(jìn)行連續(xù)電磁探測(cè)，分別探測(cè)出金屬管道在天然磁場(chǎng)和人工磁場(chǎng)下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征；

s3，將探測(cè)路線上的不同測(cè)點(diǎn)作為時(shí)間道，分別繪制金屬管道在天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線；

s4，對(duì)金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線進(jìn)行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖；

s5，根據(jù)梯度模量異常分布圖和金屬管道在天然磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線確定金屬管道在各個(gè)測(cè)點(diǎn)的綜合指數(shù)；

s6，對(duì)在天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)下金屬管道的電磁響應(yīng)特征曲線進(jìn)行對(duì)比分析，并結(jié)合所述綜合指數(shù)確定金屬管道缺陷的位置及級(jí)別。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法是在金屬管道外部非接觸式的利用天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)相結(jié)合探測(cè)金屬管道的電磁響應(yīng)特征，在人工雙場(chǎng)源中對(duì)兩個(gè)信號(hào)的差分處理，從而達(dá)到放大異常的目的進(jìn)而推斷缺陷位置和級(jí)別，克服了現(xiàn)有接觸式探測(cè)金屬管道局部缺陷的方法中種種弊端，如需盲目開挖，對(duì)金屬管道進(jìn)行清理消磁，最后還要對(duì)金屬管道進(jìn)行均勻磁化的繁瑣過程；同時(shí)對(duì)于單純天然磁場(chǎng)受現(xiàn)場(chǎng)干擾及埋深太深信號(hào)太弱等條件限制降低檢測(cè)精度的問題，可以有效的提高探測(cè)深度和探測(cè)精度；另外，本發(fā)明采用天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)綜合探測(cè)方法，靈敏度也大大提高，漏檢率大大降低，檢測(cè)費(fèi)用大大降低，操作風(fēng)險(xiǎn)低，易于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

進(jìn)一步，所述探測(cè)路線為所述金屬管道的走向，并位于所述金屬管道的正上方。

進(jìn)一步，利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)線或者gps定位確保兩個(gè)發(fā)射線圈在探測(cè)過程中始終布置在金屬管道正上方。

進(jìn)一步，s2中進(jìn)行天然磁場(chǎng)探測(cè)時(shí)，采用大地磁場(chǎng)作為場(chǎng)源，直接測(cè)量金屬管道各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征。

進(jìn)一步，s2中進(jìn)行人工雙磁場(chǎng)探測(cè)時(shí)，在探測(cè)路線上以預(yù)設(shè)間距布置分別帶有三分量接收探頭的兩個(gè)發(fā)射線圈，并沿探測(cè)路線同步移動(dòng)兩個(gè)發(fā)射線圈，利用兩個(gè)發(fā)射線圈同時(shí)激發(fā)相同的電磁場(chǎng)作為場(chǎng)源，通過三分量接收探頭分別測(cè)量金屬管道在兩個(gè)發(fā)射線圈下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征。

進(jìn)一步，s3中繪制金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線的具體方法為，從兩個(gè)三分量接收探頭中分別提取金屬管道在兩個(gè)發(fā)射線圈下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的不同時(shí)間的電磁響應(yīng)特征，并將金屬管道分別在兩個(gè)發(fā)射線圈下的不同測(cè)點(diǎn)相同時(shí)間點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征連接成連續(xù)曲線，形成金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線。

進(jìn)一步，s4中是對(duì)金屬管道分別在兩個(gè)發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線進(jìn)行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖。

進(jìn)一步，s4具體為，通過模型轉(zhuǎn)換分析金屬管道分別在兩個(gè)發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線，并根據(jù)分析的結(jié)果確定金屬管道的背景場(chǎng)響應(yīng)特征以及人工雙磁場(chǎng)下兩個(gè)三分量接收探頭采集數(shù)據(jù)的偏差值，根據(jù)偏差值判定金屬管道異常的存在及位置，并形成梯度模量異常分布圖。

進(jìn)一步，s5中，金屬管道在天然磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線作為金屬管道的背景場(chǎng)響應(yīng)特征。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法中金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的探測(cè)狀態(tài)圖；

圖3為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法中金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線圖；

圖4為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法中金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的梯度模量異常分布圖。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、a發(fā)射線圈，2、b發(fā)射線圈，3、線圈支架，4、三分量接收探頭，5、線纜，6、地面，7、金屬管道，8、缺陷。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法，包括以下步驟，

s1，根據(jù)地埋金屬管道的走向和方位確定地面非接觸式探測(cè)的探測(cè)路線，并在探測(cè)路線上布置一系列測(cè)點(diǎn)；

s2，沿探測(cè)路線進(jìn)行連續(xù)電磁探測(cè)，分別探測(cè)出金屬管道在天然磁場(chǎng)和人工磁場(chǎng)下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征；

s3，將探測(cè)路線上的不同測(cè)點(diǎn)作為時(shí)間道，分別繪制金屬管道在天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線；

s4，對(duì)金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線進(jìn)行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖；

s5，根據(jù)梯度模量異常分布圖和金屬管道在天然磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線確定金屬管道在各個(gè)測(cè)點(diǎn)的綜合指數(shù)；

s6，對(duì)在天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)下金屬管道的電磁響應(yīng)特征曲線進(jìn)行對(duì)比分析，并結(jié)合所述綜合指數(shù)確定金屬管道缺陷的位置及級(jí)別。

在本具體實(shí)施例中：雙源磁場(chǎng)是指天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)，人工雙磁場(chǎng)是指利用人工手段同時(shí)激發(fā)兩個(gè)相同的磁場(chǎng)。

s1中查看分析待測(cè)區(qū)域內(nèi)的金屬管道設(shè)計(jì)、金屬管道運(yùn)行以及操作文件，根據(jù)上述材料確定金屬管道的地下埋設(shè)走向和方位，確定地面探測(cè)的探測(cè)路線，且所述探測(cè)路線為所述金屬管道的走向，并位于所述金屬管道的正上方。

s2中進(jìn)行天然磁場(chǎng)探測(cè)時(shí)，采用大地磁場(chǎng)作為場(chǎng)源，直接測(cè)量金屬管道各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征。

s2中進(jìn)行人工雙磁場(chǎng)探測(cè)時(shí)，在探測(cè)路線上以預(yù)設(shè)間距布置分別帶有三分量接收探頭的兩個(gè)發(fā)射線圈，并沿探測(cè)路線同步移動(dòng)兩個(gè)發(fā)射線圈，利用兩個(gè)發(fā)射線圈同時(shí)激發(fā)相同的電磁場(chǎng)作為人工雙磁場(chǎng)的場(chǎng)源，通過三分量接收探頭分別測(cè)量金屬管道在兩個(gè)發(fā)射線圈下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征。具體的，金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的探測(cè)狀態(tài)如圖2所示，兩個(gè)發(fā)射線圈分別為a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2，a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2通過線圈支架3固定在同一平面內(nèi)，兩個(gè)三分量接收探頭4通過線纜5分別與a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2相連；有如2可以看出，a發(fā)射線圈1、b發(fā)射線圈2、線圈支架3、三分量接收探頭4和線纜5組成的探測(cè)組件位于地面6的上方，金屬管道7埋于地面6下，金屬管道7上有缺陷8，其中探測(cè)組件中的a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2沿探測(cè)路線排列，且位于金屬管道的正上方，其中利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)線或者gps定位確保a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2在探測(cè)過程中始終布置在金屬管道正上方。另外，a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2的規(guī)格相同，兩個(gè)三分量接收探頭4的規(guī)格也相同，a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2同時(shí)激發(fā)相同的電磁場(chǎng)作為人工雙磁場(chǎng)。

s3中繪制金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線的具體方法為，從兩個(gè)三分量接收探頭中分別提取金屬管道在兩個(gè)發(fā)射線圈下各個(gè)測(cè)點(diǎn)的不同時(shí)間(t＝1000ms，1500ms，2000ms，2500ms，3000ms，根據(jù)金屬管道埋深不同選擇不同的時(shí)間)的電磁響應(yīng)特征，并將金屬管道分別在兩個(gè)發(fā)射線圈下的不同測(cè)點(diǎn)相同時(shí)間點(diǎn)的電磁響應(yīng)特征連接成連續(xù)曲線，形成金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線，金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線如圖3所示，其中，曲線a為金屬管道在a發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線，曲線b為金屬管道在b發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線。

在人工雙磁場(chǎng)中，由于兩個(gè)三分量接收探頭對(duì)應(yīng)的電磁響應(yīng)特征曲線上的差異很小，需要對(duì)異常進(jìn)行進(jìn)一步的差分放大處理，得到異常的梯度模量分布圖，s4中是對(duì)金屬管道分別在兩個(gè)發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線進(jìn)行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖。

s4具體為，通過模型轉(zhuǎn)換分析金屬管道分別在兩個(gè)發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線，并根據(jù)分析的結(jié)果確定金屬管道的背景場(chǎng)響應(yīng)特征以及人工雙磁場(chǎng)下兩個(gè)三分量接收探頭采集數(shù)據(jù)的偏差值，根據(jù)偏差值判定金屬管道異常的存在及位置，并形成梯度模量異常分布圖，其中，金屬管道在人工雙磁場(chǎng)下的梯度模量異常分布如圖4所示。

s5中金屬管道在天然磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線作為金屬管道的背景場(chǎng)響應(yīng)特征，為后面的數(shù)據(jù)解釋提供參考。

s5具體為，根據(jù)梯度模量異常分布圖，結(jié)合金屬管道在天然磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線，確定探測(cè)路線上各個(gè)測(cè)點(diǎn)的綜合指數(shù)。

s6具體為，對(duì)金屬管道在天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)下的電磁響應(yīng)特征曲線對(duì)比分析，結(jié)合綜合指數(shù)確定金屬管道異常的部分里程，并估計(jì)該里程處金屬管道的缺陷危險(xiǎn)等級(jí)，以及金屬管道總體電磁響應(yīng)情況對(duì)金屬管道技術(shù)情況分類；在金屬管道路徑上標(biāo)記需挖掘校驗(yàn)坑的位置并進(jìn)行挖掘，在校驗(yàn)坑內(nèi)運(yùn)用傳統(tǒng)的方法進(jìn)行附加金屬管道接觸式無損檢測(cè)，根據(jù)校驗(yàn)坑的實(shí)際情況與綜合指數(shù)和電磁響應(yīng)異常等級(jí)進(jìn)行比較，對(duì)危險(xiǎn)等級(jí)和診斷結(jié)果做最后的修改，再提交最后診斷檢測(cè)結(jié)果。由于本發(fā)明的方法通過記錄金屬管道電磁場(chǎng)響應(yīng)的各種變化和金屬管道對(duì)相近兩個(gè)完全相同人工激發(fā)的電磁場(chǎng)反饋的差異測(cè)量來揭示具有金屬缺陷部位的位置，將金屬管道的異常狀態(tài)與缺陷產(chǎn)生的電磁異常狀態(tài)聯(lián)系起來。在每個(gè)記錄點(diǎn)記錄電磁響應(yīng)異常數(shù)值，為下一步與完整金屬管道的電磁響應(yīng)異常數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，從而選擇出金屬缺陷的位置，并標(biāo)注于電磁響應(yīng)圖上，便于挖掘處理。挖掘處理中，開挖金屬管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提取及校驗(yàn)坑5個(gè)，利用超聲波探傷儀掃描儀和超聲波厚度計(jì)量器對(duì)金屬管道進(jìn)行附加探傷檢驗(yàn)測(cè)試，以修正暴露的異常危險(xiǎn)程度并計(jì)算金屬管道的適用性。

由于采用了本發(fā)明的方法，如果檢測(cè)暴露了危險(xiǎn)腐蝕缺陷(大于30％壁厚損失)特殊量化參數(shù)的缺失，應(yīng)選擇存在其它缺陷類型(迭片，裂縫，彎曲，金屬管道出廠缺陷，焊接接頭缺陷)的其它點(diǎn)定義校驗(yàn)結(jié)果，來確定本發(fā)明的檢測(cè)技術(shù)的效率，附加探傷檢驗(yàn)測(cè)試應(yīng)在不少于3個(gè)校驗(yàn)坑中完成，其中兩個(gè)校驗(yàn)坑在暴露異常的區(qū)域，一個(gè)在無異常(無缺陷)區(qū)域，確認(rèn)該檢測(cè)項(xiàng)目的吻合性，使通過本發(fā)明的檢測(cè)方法更加精準(zhǔn)。其中校驗(yàn)坑中校驗(yàn)的異常危險(xiǎn)程度(金屬管道缺陷部分)“金屬損失”的定義：“不允許的”(試驗(yàn)性的-大于50％金屬管道壁厚的金屬損失)；“可允許的”(20％-50％金屬管道壁厚金屬損失)；“可忽略的”(少于20％金屬管道壁厚金屬損失)。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場(chǎng)綜合檢測(cè)金屬管道缺陷的方法是在金屬管道外部非接觸式的利用天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)相結(jié)合探測(cè)金屬管道的電磁響應(yīng)特征，在人工雙場(chǎng)源中對(duì)兩個(gè)信號(hào)的差分處理，從而達(dá)到放大異常的目的進(jìn)而推斷缺陷位置和級(jí)別，克服了現(xiàn)有接觸式探測(cè)金屬管道局部缺陷的方法中種種弊端，如需盲目開挖，對(duì)金屬管道進(jìn)行清理消磁，最后還要對(duì)金屬管道進(jìn)行均勻磁化的繁瑣過程；同時(shí)對(duì)于單純天然磁場(chǎng)受現(xiàn)場(chǎng)干擾及埋深太深信號(hào)太弱等條件限制降低檢測(cè)精度的問題，可以有效的提高探測(cè)深度和探測(cè)精度；另外，本發(fā)明采用天然磁場(chǎng)和人工雙磁場(chǎng)綜合探測(cè)方法，靈敏度也大大提高，漏檢率大大降低，檢測(cè)費(fèi)用大大降低，操作風(fēng)險(xiǎn)低，易于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。