大口径不锈钢管的电磁检验原理

利用TEM法检测大直径不锈钢管的腐蚀状况,实际所测定的是大直径的物性差异。无论是电化学腐蚀、杂散电流腐蚀还是厌氧菌腐蚀,其结果都是金属量蚀失、腐蚀产物垢积,造成埋地大直径不锈钢管的导电率和导磁率下降。显然,只要检测出因腐蚀所致的此一物理性质的变异部位和变异程度,经过与已知(已发生腐蚀和未发生腐蚀)情况对比,就可以指出腐蚀地段并对腐蚀程度做出评价。


    在正方形激励线框中通以脉冲电流,激励电流在线框周围建立的水平、垂直一次场。瞬间断电以后,在线框周围包括被测管道在内的有耗介质中激励起了随时间衰变的涡旋电流,与涡旋电流相关的二次磁场在线框接收线圈中激起的归一化电动势。

    归一化的脉冲瞬变响应不仅与管体的几何参量(尺寸、形状、空间位置)和物理性质(导电率、导磁率、介电常数)有关、与围土物性(导电率、导磁率、介电常数)及分布有关,而且还与观测点的位置以及管道输送物质的物理性质有关。


    如果不考虑围土和回填土的影响,管道的瞬变电磁响应可用下式表示:

    显然,由于腐蚀使壁厚变小或者导电、导磁率降低,导致d增大,衰减变快,从某种意义上(腐蚀产物的l与围土的∥仃视作一样)来看,壁厚艿的变化可以通过a的变化确定。然而,腐蚀产物的足一个不确定量,一般地应高于围土。因此,宏观地把tuoa2看成一个参量较为合适:d的增大或者是由于大直径不锈钢管的厚度的减小所致,或者表明腐蚀管段的导电、导磁性降低。


    利用TEM手段检测评价埋地管道的腐蚀程度,是研究并辨识被检测管道的综合物理特性所发生的微小变化。但下列几个因素对瞬变响应存在一定的制约。

    (1)几何因素:包括被测管道的埋深、直径、壁厚;激励回线与接收回线的形状、尺寸、匝数以及它们相对管道的空间位置和收发距;地表地形以及管沟回填土的横截面形状等;

    (2)介质因素:包括被测管道、管道内输送介质、围土(未扰动土)、回填土的电导率、磁导率和介电常数;

    (3)干扰因素:主要来自“天电”、雷电以及其他“非主动”瞬变电磁干扰,包括人为干扰。


在这些因素中有些因素可确定有些因素可简化。比如:几何参数均属可确定因素,在作了适当的装置设计后会得到大大地简化。例如,管道位于正上方的共框(回线)装置;一般可视为“无限长”条件的管沟形状;被测管道的规模和空间位置;国土、回填土的分布范围;可测物理参数具有连续可对比性。显然,上述已知或可测定的参数、可确定的因素对瞬变响应的影响具有一定程度的时、空稳定性,因此在一定条件下可作为背景来处理;瞬间干扰可以通过提高信噪比的办法予以抑制;在建立数学物理模型后,现代化的数据处理与反演手段,即或是在考虑围土、回填土的几何一介质因素情况下也可以实现对电磁综合参量变异的确定,原因在于它们是可测定的或可确定的。显然其“约束条件’’可以很方便地予以确定,解的非惟一性大大降低。大直径不锈钢管、大口径不锈钢管、大口径厚壁管、厚壁不锈钢管www.barex-nordic.com

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