一种管道缺陷检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种管道缺陷检测方法及系统，包括步骤部署磁漏管道检测系统，使用磁漏管道检测系统检测管道，获得管道的感应电压，提取感应电压中的感应电压突变点，根据电压突变点筛选出缺陷曲线段，输出缺陷曲线段的信息。本发明专利技术实现了一种适应性强，可对缺陷进行分析，效率高且对被测物体无损的缺陷检测方法，能分辨出因为缺陷方向与磁化方向平行时导致的漏检。致的漏检。致的漏检。

【技术实现步骤摘要】
一种管道缺陷检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及管道检测
，具体涉及一种管道缺陷检测方法及系统。

技术介绍

[0002]常见的管道缺陷有腐蚀，包括内腐蚀、外腐蚀、应力腐蚀；制管缺陷，包括管体缺陷、焊接缺陷、折皱弯头、螺纹磨损、垫片损坏、设备故障、密封失效腐蚀，第三方破坏、误操作和天气及外力因素等。常用的管道检测诊断方法包括机械内检测，漏磁内检测，超声内检测，声发射技术内检测，光学成像内检测，电磁超声内检测以及涡流内检测等。不同方法有其局限性，如机械内检测精度不够而且存在有管道的接触，远远不能满足需求；电涡流检测由于其原理限制，检测的速度慢和相应的硬件系统也较为复杂；超声内检测存在传输介质和管道材料耦合问题，使其对传输介质敏感，由于超声波的传导必须依靠液体介质，且容易被蜡吸收，所以超声波检测器不适合在输气管线和含蛙很高的输油管线进行检测；漏磁内检测需要将管道磁化，实际局限了被探测管道的材料，而且对传输介质的磁学特性也有要求；光学成像内检测，在石油的浑浊液体中基本无法使用，而且也存在需要光源和硬件系统复杂的问题，电磁超声内检测虽然较好的解决了超声内检测对介质的敏感性问题，但是该方法要求离检测管道1mm范围内才有效，大大限制了其应用，而且由于该系统通过发射/接收超声波来检测管道损坏情况，使系统硬件和软件都比较复杂。
[0003]磁漏检测作为历史最长的管道检测技术，能检测出管道内、外腐蚀产生的体积型缺陷，对检测环境要求低，适用于气态和液态运输管道，应用广泛。磁漏检测技术通过电磁铁或永磁体把一段管道管壁磁化，磁体间带有一个探头能检测缺陷管道产生的磁漏，通过分析探头的数据能分析出管道的缺陷情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种管道缺陷检测方法，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术技术方案如下：一种管道缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，部署磁漏管道检测系统；步骤2，使用磁漏管道检测系统检测管道，获得管道的感应电压；步骤3，提取感应电压中的感应电压突变点，根据电压突变点筛选出缺陷曲线段；步骤4，输出缺陷曲线段的信息。
[0006]进一步地，步骤1中，部署磁漏管道检测系统的子步骤为：部署磁漏管道检测系统，系统包括2个磁场发射端和1个磁场接收端，磁场发射端是电磁线圈或者永磁体，磁场接收端是线圈式探头，磁漏管道检测系统包括驱动系统，使得磁漏管道检测系统沿管道的轴向或周向匀速移动，移动速度为v1，磁场接收端的采样间隔为t。
[0007]其中，管道为密闭的管道，是准备在海底连续地输送大量油气的管道，包括无缝钢管、直缝埋弧焊钢管、直缝高频电阻焊钢管、螺纹焊接钢管中任意一种。
[0008]其中，驱动系统包括牵引电机、电机控制器、机械传动装置、车轮。
[0009]进一步地，步骤2中，使用磁漏管道检测系统检测管道，获得管道的感应电压的子步骤为：使用磁漏管道检测系统获取磁漏信号，获取磁漏信号的方式为匀速移动（速度一般为[0.05,0.5]m/s）磁漏管道检测系统，收集磁场接收端的电压信号，电压信号以固定间隔获取并记录作为感应电压；对感应电压进行降噪，降噪方法包括差动放大、数字滤波、谱分析或小波分析的一种或多种。
[0010]进一步地，步骤3中，提取感应电压中的感应电压突变点，根据电压突变点筛选出缺陷曲线段的子步骤为：以一个采样区域采集到的所有感应电压构成电压序列IV，把电压序列IV与采样时间的关系绘制成感应电压波形图，使IVi为当前采样区域第i个元素，VL(IVi)为获取第i个元素的感应电压值，UP_MAX(IV)为获取当前电压序列的感应电压最大值，DW_MIN(IV)为获取当前电压序列的感应电压最小值，MEAN(IV)为获取当前电压序列的感应电压算术平均值，SDV(IV)为获取当前电压序列的感应电压标准差，t1为采样间隔，N为电压序列IV的各个元素对应的感应电压采样点数量，i∈[1，N]；其中，感应电压波形图是以时间作为横轴，感应电压作为纵轴的曲线图；其中，采样区域为一截完整管道或者一截完整管道的一段；步骤3.1，如果电压序列IV中感应电压的最大值或最小值符合第一条件，或者电压序列IV的所有感应电压值都满足：abs(VL(IVi))＜abs(UP_MAX(IV))+abs(DW_MIN(IV))/2，标记本采样区域没有缺陷，否则跳转步骤3.1；其中，abs()为取绝对值操作；其中，第一条件为感应电压值的绝对值小于第一阈值；第一阈值为磁场接收端量程的一半，即磁场接收端在正电压或负电压端量程的一半，或者，第一阈值为MEAN(IV)+SDV(IV)；初始化正电压突变集合SETB、负电压突变集合SETA、缺陷集合FL均为空集合；步骤3,2，遍历电压序列IV，筛选出感应电压值符合条件1：VL(IVi)＞(abs(UP_MAX(IV))+abs(DW_MIN(IV)))/2的点，筛选出电压序列IV中符合条件1的连续的点作为曲线段，把所得的多个曲线段放入集合SETB；遍历电压序列IV，筛选出感应电压值符合条件2：VL(IVi)＜
‑
(abs(UP_MAX(IV))+abs(DW_MIN(IV)))/3的点，筛选出电压序列IV中符合条件2的连续的点作为曲线段，把所得的曲线段放入SETA，i∈[1，N]；SETA中曲线段的数量为X，SETB中曲线段的数量为M，j∈[1，M]，SETBj指集合SETB中第j个曲线段；其中，点的意义为电压值在感应电压波形图中的曲线上对应位置的点，即对应于电压序列IV中符合条件的感应电压值；连续的点的意义为一个或多个点在感应电压波形图中的曲线上位置互相连续的点，即电压序列IV中相邻的感应电压值；初始化变量j的值为1；步骤3.3，获取集合SETA中各个曲线段的最大点中与点PEAK(SETBj)距离最小的最大点记为感应电压点OP，取点OP所在的SETA中的曲线段记为SETAk，k∈[1，X]；距离最小指
在感应电压波形图中的两点之间欧氏距离最小，曲线段的最大点指曲线段的各点中感应电压的最大值所对应的点；跳转步骤3.4；或者，步骤3.3为，获取集合SETA中各个曲线段中与SETBj的余弦相似度的值最大的曲线段，取该曲线段上的各点中感应电压的最大值所对应的点记为感应电压点OP，取点OP所在的SETA中的曲线段记为SETAk；跳转步骤3.4；（该方案可以定位历史数据中相似的波段数据，提高感应电压峰值的准确性）。
[0011]步骤3.4，如果VOL(PEAK(SETBj))
‑
SDV(IV)＞VOL(OFFPEAK(SETAk))
×
δj和/或VOL(OFFPEAK(SETAk))＞sqrt(SDV(IV)
×
MEAN(IV)
×
VOL(OFFPEAK(SETAk)))，跳转步骤3.5，否则跳转步骤3.6；OFFPEAK(SETAk)为取曲线段SETAk上感应电压最小值的点，PEAK(SET本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，部署磁漏管道检测系统；步骤2，使用磁漏管道检测系统检测管道，获得管道的感应电压；步骤3，提取感应电压中的感应电压突变点，根据电压突变点筛选出缺陷曲线段；步骤4，输出缺陷曲线段的信息；其中，在步骤3中，提取感应电压中的感应电压突变点，根据电压突变点筛选出缺陷曲线段的子步骤为：由一个采样区域的所有感应电压构成电压序列IV，把电压序列IV与采样时间的关系绘制成感应电压波形图，使IVi为当前采样区域第i个元素，VL(IVi)为获取第i个元素的感应电压值，UP_MAX(IV)为获取当前电压序列的感应电压最大值，DW_MIN(IV)为获取当前电压序列的感应电压最小值，MEAN(IV)为获取当前电压序列的感应电压算术平均值，SDV(IV)为获取当前电压序列的感应电压标准差，t1为采样间隔，N为电压序列IV的各个元素对应的感应电压采样点数量，i∈[1，N]；所述采样区域为一截完整管道或者一截完整管道的一段；步骤3.1，如果电压序列IV中感应电压的最大值或最小值符合第一条件，或者电压序列IV的所有感应电压值都满足：abs(VL(IVi))＜abs(UP_MAX(IV))+abs(DW_MIN(IV))/2，标记本采样区域没有缺陷，否则跳转步骤3.1；其中，abs()为取绝对值操作；其中，第一条件为感应电压值的绝对值小于MEAN(IV)+SDV(IV)；初始化正电压突变集合SETB、负电压突变集合SETA、缺陷集合FL均为空集合；步骤3,2，遍历电压序列IV，筛选出感应电压值符合条件1：VL(IVi)＞(abs(UP_MAX(IV))+abs(DW_MIN(IV)))/2的点，筛选出电压序列IV中符合条件1的连续的点作为曲线段，把所得的多个曲线段放入集合SETB；遍历电压序列IV，筛选出感应电压值符合条件2：VL(IVi)＜
‑
(abs(UP_MAX(IV))+abs(DW_MIN(IV)))/3的点，筛选出电压序列IV中符合条件2的连续的点作为曲线段，把所得的曲线段放入SETA，i∈[1，N]；SETA中曲线段的数量为X，SETB中曲线段的数量为M，j∈[1，M]，SETBj指集合SETB中第j个曲线段；其中，点的意义为电压值在感应电压波形图中的曲线上对应位置的点；连续的点的意义为一个或多个点在感应电压波形图中的曲线上位置互相连续的点；初始化变量j的值为1；步骤3.3，获取集合SETA中各个曲线段的最大点中与点PEAK(SETBj)距离最小的最大点记为感应电压点OP，取点OP所在的SETA中的曲线段记为SETAk；曲线段的最大点指曲线段上感应电压的最大值所对应的点；跳转步骤3.4；步骤3.4，如果VOL(PEAK(SETBj))
‑
SDV(IV)＞VOL(OFFPEAK(SETAk))
×
δj和/或VOL(OFFPEAK(SETAk))＞sqrt(SDV(IV)
×
MEAN(IV)
×
VOL(OFFPEAK(SETAk)))，跳转步骤3.5，否则跳转步骤3.6；OFFPEAK(SETAk)为取曲线段SETAk上感应电压最小值的点，PEAK(SETBj)为取曲线段SETBj中感应电压的最大值的点，VOL()为取点的感应电压值，如果感应电压值为负值则取绝对值；sqrt()为开根号函数；
式中，δj为电平缺陷系数，GAP(SETBj,SETAk)为获取曲线段SETBj和SETAk之间的时间跨度；CRS(SETBx)为获取曲线段SETBx中感应电压值的数量与采样间隔t的乘积，或者获取线段SETBx中感应电压值的数量与t2的乘积，如果SETBx为一个点则CRS(SETBx)为0，abs()为取绝对值操作，log()为对数函数，t2为SETB中距离最短的两个曲线段的最大点之间的时间间隔；步骤3.5，连接点PEAK(SETBj)和点OFFPEAK(SETAk)为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘璨，林建同，谢炳生，刘焕牢，尹凝霞，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：