金屬管道瞬變電磁檢測技術(shù)研究-開題報告

XX大學畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目 金屬管道瞬變電磁技術(shù)研究專 業(yè) 名 稱 測控技術(shù)與儀器班 級 學 號 學 生 姓 名 指 導 教 師 填 表 日 期 20xx 年 4 月 9 日一、選題的依據(jù)及意義：埋地金屬管道在工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)運輸中廣泛使用。由于其具有腐蝕泄漏甚至爆炸的潛在危險，對金屬管道缺陷檢測確保安全運行意義重大。對于管內(nèi)檢測技術(shù)主要有清管器超聲法檢測準確度高，但不適合輸氣管線和含蠟高的輸氣管線上進行檢測，漏磁法則對軸向裂紋檢測有難度切準確率不高。而管外檢測技術(shù)主要用陰極保護檢測，但效果不好。因此需要尋找一種新的應用技術(shù)更好的檢測金屬管道，即瞬變電磁法。與常規(guī)電磁檢測法相比，目前瞬變電磁法具有如下優(yōu)勢：1常規(guī)電磁罰易受淺層低阻屏蔽，瞬變電磁法探測深度大，能輕易穿透厚大的低阻覆蓋層；2理論上瞬變電磁法比直流電磁法分辨率高1/3次方；3瞬變電磁法采用密集采樣方式，采樣數(shù)據(jù)為千個至數(shù)百萬個深度數(shù)據(jù)，大大提高了對勘察物體的空間位置和形態(tài)的控制能力。 西氣東輸、南水北調(diào)、石油運輸哪一個不要用到金屬管道運輸，因此金屬管道的安全性異常重要，不僅涉及到人民生活所需的能源問題，更涉及運輸過程中因金屬管道缺陷而造成的資源浪費和環(huán)境污染及人員安全的問題。所以確保金屬管道的缺陷能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)是非常重要的。瞬變電磁法是檢測金屬管道缺陷很理想的方法，該技術(shù)簡單易行、信息豐富、精度高、投資小、見效快。瞬變電磁法它是一種人工源的時間域電磁法，利用階躍波形電磁脈沖激發(fā)，利用不接地回線向地下發(fā)射一次場，在一次場的間歇期間，測量出地下介質(zhì)產(chǎn)生的二次場隨時間的變化，來達到探測地下地質(zhì)體的目的。2、 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）： 近幾年，瞬變電磁法的理論與應用研究越來越活躍，已滲透至工程勘察領(lǐng)域。目前，在瞬變電磁法的解釋技術(shù)方面，國內(nèi)外水平接近。一維反演和二維電阻率成像是目前較成熟、實用的方法，也仍是瞬變電磁法資料的主要常用解釋手段。二維或三維瞬變電磁反演解釋技術(shù)處于探索研究的階段，離真正的實用階段有相當大的距離。在國內(nèi)，一般用電磁場的反演擬合方法來檢測埋地金屬管道，用瞬變電磁檢測埋地金屬管道的正演研究成果比較少，以下都是用電磁場的反演擬合方法來檢測的，黃桂柏在大慶油田開展了瞬變電磁法檢測管體腐蝕狀況的探索性試驗；高永才等對瞬變電磁法金屬管道腐蝕檢測模型進行了理論分析；石仁委研究了基于瞬變磁場對埋地管道腐蝕地面檢測技術(shù)，并在勝利油田進行了工程檢測。但正演問題作為瞬變電磁檢測埋地金屬管道的理論基礎和研究瞬變電磁場響應特征的基本手段，對其進行深入研究有重要意義。 在國外，R.U.Borner等提出了在磁偶極源的電偶極源下三維瞬變電磁場的數(shù)值計算方法；A.Swidinsky等計算了埋在層狀地質(zhì)下電阻薄板的三維電磁響應。但又由于三維正演問題本身的復雜性，以及計算量、計算速度、儲存量的限制，目前二維反演法仍是實際資料定量解釋的手段。3、 研究內(nèi)容及實驗方案：1. 研究內(nèi)容 根據(jù)目的不同，選擇合適的瞬變電磁方法。我們此次研究的檢測對像是金屬管道，因此依據(jù)瞬變電磁感應原理，也就是通常所說的時間域電磁法(TEM)。由于瞬變電磁法不能檢測金屬管道防腐層的破損點位置，但能通過檢測金屬管道的厚度變化來判斷是否有均勻腐蝕的地方，因此我們主要研究使用瞬變電磁法檢測金屬管道的腐蝕缺陷。2. 試驗方案2.1 試驗設備 瞬變電磁法儀器是用WTEM-1II/GPS雙道淺部瞬變電磁勘探系統(tǒng)，配以特制的傳感器和數(shù)據(jù)處理軟件MATLAB（FuShi2.2）。2.2 試樣制備通過在鋼管上車削管壁是管壁變薄，模擬實際中金屬管道的腐蝕缺陷，如下圖一是鋼管上車削出來的缺陷示意圖，圖中表示了缺陷的位置和尺寸。136.5139.5126.5136.5141.5200030004000430044506000圖一2.3 試驗方法 收集二次場數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)處理軟件畫出歸一化電壓-時間坐標圖，根據(jù)曲線的變化情況，可判斷鋼管某處的壁厚變化，然后得出是否有缺陷。 布設檢測點 安放發(fā)射接收回線 抑制干擾，提高觀測質(zhì)量 采集TEM數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)整理計算壁厚，得出缺陷位置四、目標、主要特色及工作進度1.研究目標測量時，在激勵線框中通以脈沖電流，激勵電流將在線框周圍建立水平、垂直一次場。瞬間斷電后，在線框周圍包括被測量管道內(nèi)的有耗介質(zhì)中激勵起隨時間衰變的渦旋電流。與渦流相關(guān)的二次磁場在線框接受圈中激起歸一化電動勢。采集脈沖瞬變數(shù)據(jù)，分離提取與被測管道直接相關(guān)的時變信息。計算所檢段的管壁平均厚度。測得腐蝕缺陷處。2. 主要特色 采用同點組合觀測，與探測目標有最佳耦合，異常響應強，形態(tài)簡單，分辨力強。3.工作進度資料收集，英文翻譯，開題報告撰寫 3月9日-4月10日熟悉瞬變電磁法檢測原理和特點 4月11日-4月17日掌握瞬變電磁檢測金屬管道的方法 4月18日-4月24日試驗研究、結(jié)果分析 4月25日-5月17日試驗方法改進 5月18日-5月24日論文撰寫與答辯 5月25日-6月26日5、 參考文獻1牛之璉, 時間域電磁法原理M. 長沙: 中南大學出版社, 2007. 2李永年. 埋地管道金屬蝕失量檢測技術(shù)J. 中國石油化工, 2001, 上卷: 246-24. 3黃桂柏. 瞬變電磁法在埋地鋼質(zhì)管道腐蝕檢測中的應用J. 石油化工腐蝕與防護, 2001, 18(4): 39-42. 4趙玉昆. 油田金屬管道, 容器（儲罐）腐蝕檢測及防腐保溫大修技術(shù)M. 北京: 石油工業(yè)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, 王緒本等.瞬變電磁法金屬管道腐蝕檢測理論初探J. 物探化探計算技術(shù), 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. 瞬變電磁測深的理論與應用M. 西安: 陜西科學技術(shù)出版社, 2002: 1-4. 9閆述, 陳明生, 傅君眉. 瞬變電磁場的直接時域數(shù)據(jù)分析J. 地球物理學報, 2002, 45（2）: 275-284. 10石仁委. 埋地管道壁厚的瞬變電磁檢測技術(shù)研究J. 石油化工腐蝕與防護, 2007, 24（2）: 10-13. 11趙宗和, 蔡衛(wèi)軍, 劉利宇. 埋地管道防腐檢測技術(shù)應用研究J. 防腐保溫技術(shù), 2004 12(4): 35-42. 12韓興平, 侯勝. 水下及埋地管線腐蝕檢測新技術(shù)J. 天然氣工業(yè), 2000, 20(6): 85-90. 13康小偉, 付躍文. 帶包覆層鐵磁性管道腐蝕脈沖渦流檢測技術(shù)J. 無損檢測, 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-