金属管道瞬变电磁检测技术研究-开题报告

XX大学毕业设计（论文）开题报告 题目 金属管道瞬变电磁技术研究专 业 名 称 测控技术与仪器班 级 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 填 表 日 期 20xx 年 4 月 9 日一、选题的依据及意义：埋地金属管道在工业生产和工业运输中广泛使用。由于其具有腐蚀泄漏甚至爆炸的潜在危险，对金属管道缺陷检测确保安全运行意义重大。对于管内检测技术主要有清管器超声法检测准确度高，但不适合输气管线和含蜡高的输气管线上进行检测，漏磁法则对轴向裂纹检测有难度切准确率不高。而管外检测技术主要用阴极保护检测，但效果不好。因此需要寻找一种新的应用技术更好的检测金属管道，即瞬变电磁法。与常规电磁检测法相比，目前瞬变电磁法具有如下优势：1常规电磁罚易受浅层低阻屏蔽，瞬变电磁法探测深度大，能轻易穿透厚大的低阻覆盖层；2理论上瞬变电磁法比直流电磁法分辨率高1/3次方；3瞬变电磁法采用密集采样方式，采样数据为千个至数百万个深度数据，大大提高了对勘察物体的空间位置和形态的控制能力。 西气东输、南水北调、石油运输哪一个不要用到金属管道运输，因此金属管道的安全性异常重要，不仅涉及到人民生活所需的能源问题，更涉及运输过程中因金属管道缺陷而造成的资源浪费和环境污染及人员安全的问题。所以确保金属管道的缺陷能够及时有效的发现是非常重要的。瞬变电磁法是检测金属管道缺陷很理想的方法，该技术简单易行、信息丰富、精度高、投资小、见效快。瞬变电磁法它是一种人工源的时间域电磁法，利用阶跃波形电磁脉冲激发，利用不接地回线向地下发射一次场，在一次场的间歇期间，测量出地下介质产生的二次场随时间的变化，来达到探测地下地质体的目的。2、 国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）： 近几年，瞬变电磁法的理论与应用研究越来越活跃，已渗透至工程勘察领域。目前，在瞬变电磁法的解释技术方面，国内外水平接近。一维反演和二维电阻率成像是目前较成熟、实用的方法，也仍是瞬变电磁法资料的主要常用解释手段。二维或三维瞬变电磁反演解释技术处于探索研究的阶段，离真正的实用阶段有相当大的距离。在国内，一般用电磁场的反演拟合方法来检测埋地金属管道，用瞬变电磁检测埋地金属管道的正演研究成果比较少，以下都是用电磁场的反演拟合方法来检测的，黄桂柏在大庆油田开展了瞬变电磁法检测管体腐蚀状况的探索性试验；高永才等对瞬变电磁法金属管道腐蚀检测模型进行了理论分析；石仁委研究了基于瞬变磁场对埋地管道腐蚀地面检测技术，并在胜利油田进行了工程检测。但正演问题作为瞬变电磁检测埋地金属管道的理论基础和研究瞬变电磁场响应特征的基本手段，对其进行深入研究有重要意义。 在国外，R.U.Borner等提出了在磁偶极源的电偶极源下三维瞬变电磁场的数值计算方法；A.Swidinsky等计算了埋在层状地质下电阻薄板的三维电磁响应。但又由于三维正演问题本身的复杂性，以及计算量、计算速度、储存量的限制，目前二维反演法仍是实际资料定量解释的手段。3、 研究内容及实验方案：1. 研究内容 根据目的不同，选择合适的瞬变电磁方法。我们此次研究的检测对像是金属管道，因此依据瞬变电磁感应原理，也就是通常所说的时间域电磁法(TEM)。由于瞬变电磁法不能检测金属管道防腐层的破损点位置，但能通过检测金属管道的厚度变化来判断是否有均匀腐蚀的地方，因此我们主要研究使用瞬变电磁法检测金属管道的腐蚀缺陷。2. 试验方案2.1 试验设备 瞬变电磁法仪器是用WTEM-1II/GPS双道浅部瞬变电磁勘探系统，配以特制的传感器和数据处理软件MATLAB（FuShi2.2）。2.2 试样制备通过在钢管上车削管壁是管壁变薄，模拟实际中金属管道的腐蚀缺陷，如下图一是钢管上车削出来的缺陷示意图，图中表示了缺陷的位置和尺寸。136.5139.5126.5136.5141.5200030004000430044506000图一2.3 试验方法 收集二次场数据，通过数据处理软件画出归一化电压-时间坐标图，根据曲线的变化情况，可判断钢管某处的壁厚变化，然后得出是否有缺陷。 布设检测点 安放发射接收回线 抑制干扰，提高观测质量 采集TEM数据 数据整理计算壁厚，得出缺陷位置四、目标、主要特色及工作进度1.研究目标测量时，在激励线框中通以脉冲电流，激励电流将在线框周围建立水平、垂直一次场。瞬间断电后，在线框周围包括被测量管道内的有耗介质中激励起随时间衰变的涡旋电流。与涡流相关的二次磁场在线框接受圈中激起归一化电动势。采集脉冲瞬变数据，分离提取与被测管道直接相关的时变信息。计算所检段的管壁平均厚度。测得腐蚀缺陷处。2. 主要特色 采用同点组合观测，与探测目标有最佳耦合，异常响应强，形态简单，分辨力强。3.工作进度资料收集，英文翻译，开题报告撰写 3月9日-4月10日熟悉瞬变电磁法检测原理和特点 4月11日-4月17日掌握瞬变电磁检测金属管道的方法 4月18日-4月24日试验研究、结果分析 4月25日-5月17日试验方法改进 5月18日-5月24日论文撰写与答辩 5月25日-6月26日5、 参考文献1牛之琏, 时间域电磁法原理M. 长沙: 中南大学出版社, 2007. 2李永年. 埋地管道金属蚀失量检测技术J. 中国石油化工, 2001, 上卷: 246-24. 3黄桂柏. 瞬变电磁法在埋地钢质管道腐蚀检测中的应用J. 石油化工腐蚀与防护, 2001, 18(4): 39-42. 4赵玉昆. 油田金属管道, 容器（储罐）腐蚀检测及防腐保温大修技术M. 北京: 石油工业出版社, 2003. 5 Swidinsky A. The transient electromagnetic response of a resistive sheet: An extension to three dimensionsJ. Geophysical Journal International. 2010,182(2):663-674.6高永才, 李永年, 王绪本等.瞬变电磁法金属管道腐蚀检测理论初探J. 物探化探计算技术, 2011, 27（1）: 29-32. 7Hajime Tsuboi,Norio Seshma,Imre Debestyen, et al, Transienteddy current analysis of pulsed eddy current testing by finite ele-en methodJ. IEEE transactions on magnetic, 2004, 2(40):1330-133.8李貅. 瞬变电磁测深的理论与应用M. 西安: 陕西科学技术出版社, 2002: 1-4. 9闫述, 陈明生, 傅君眉. 瞬变电磁场的直接时域数据分析J. 地球物理学报, 2002, 45（2）: 275-284. 10石仁委. 埋地管道壁厚的瞬变电磁检测技术研究J. 石油化工腐蚀与防护, 2007, 24（2）: 10-13. 11赵宗和, 蔡卫军, 刘利宇. 埋地管道防腐检测技术应用研究J. 防腐保温技术, 2004 12(4): 35-42. 12韩兴平, 侯胜. 水下及埋地管线腐蚀检测新技术J. 天然气工业, 2000, 20(6): 85-90. 13康小伟, 付跃文. 带包覆层铁磁性管道腐蚀脉冲涡流检测技术J. 无损检测, 2011, 33(9): 40-42. 14Mao xuefei, LEI yinzhao.Analytical solutions to eddy current field excited by a probe coil a conductive pipeJ. NDT&E International, 2013(54): 69-