长输油气不锈钢盘管在服役过程中产生的缺陷多种多样,缺陷几何形态在不锈钢盘管安全检测当中对不锈钢盘管缺陷漏磁场影响最为复杂,常见的盗油孔(圆孔型)缺陷漏磁场分布从圆孔的直径以及圆孔角度进行评估;规则矩形缺陷将长、宽、高等效为轴向长、轴向宽和径向高,对三个几何参数进行评估;对于有角度的棱台缺陷在等效长、宽、高三个参数的基础上要对坡角进行评估。

1)圆孔型缺陷对漏磁场的影响

圆孔直径会直接影响缺陷处的漏磁场信号,其沿直径方向水平分量的幅值与圆孔缺陷的直径在临界值范围内会呈现出正比例关系,直径越大,水平分量的峰值越大,且信号间隔会增大,超过临界值范围水平分量会出现两个峰值呈中心对称分布;对于垂直分量的峰谷值间水平距离影响较大,垂直分量的峰谷值差影响较小,圆孔缺陷直径深度越大,峰谷值间水平距离越大。

2)矩形缺陷的几何参数对漏磁场的影响

缺陷轴向长度、缺陷径向深度和周向宽度三个几何参数应考虑两者不变其中一个变化的情况,当磁化方式和强度不变的情况下,漏磁场信号随缺陷水平方向长度、缺陷垂直方向深度和周向宽度中一者的变化,在一定范围内也具有正比关系:漏磁场信号随深度的增加呈现递增关系;随长度的增加轴向信号峰值和径向信号峰峰值在临界值范围内递增,当缺陷长度增加到一定值时轴向分量呈现两个峰值;缺陷宽度在一定范围内对于漏磁场周向信号的特征影响较大,超过范围信号趋于稳定。

3)棱台型缺陷几何参数对漏磁场的影响

棱台型缺陷漏磁场与矩形缺陷漏磁场信号类似,不同在于棱台缺陷侧面与底面的夹角a会对漏磁场轴向信号斜率和峰值有一定影响,夹角越大漏磁场峰值会和斜率会略有减小,夹角如图。

4)检测方式对漏磁场的影响

不锈钢盘管缺陷二维漏磁场信号的获取主要在固定提离值情况下检测单一路径信息,若分析三维漏磁场,获取漏磁场空间分布信息对缺陷识别率会更加精确,对缺陷的特征信息描述也会更加准确。检测探头与不锈钢盘管间的提离值也是一个重要影响因素,提离值有临界状态,当超过临界值时将无法检测缺陷漏磁场,会对检测信号产生噪声影响;在临界范围内随提离值的增加缺陷漏磁场轴向信号峰值和周向信号峰峰值都有减小,不锈钢盘管漏磁检测器一般取12mm的提离值可以有效的检测缺陷漏磁场;另外漏磁场与检测器运行速度也有关,当检测器超过4m/s时受磁化时间和产生的涡流效应影响检测到的漏磁场信号特征会一定减弱。

5)外磁场的磁化强度对漏磁场的影响

缺陷漏磁场的磁场强度开始阶段随着磁化强度递增关系,磁化磁场强度达到一个临界值时这种变化接近平稳。磁化磁场强度到一定值之后对缺陷磁场强度不再产生影响,此时达到磁饱和状态,在漏磁检测过程中保持这种状态使检测效果达到工程检测标准。