【摘要】：近几十年来,管道运输洇其自身的优点成为油气输送的主要手段,而保障和维护深埋于地下的油气管网的安全运行,就需要对其进行定期的检查自50年代末60年代初,美國壳牌公司的T. R. Schmidt教授成功的研制出了早期的远场涡流检测仪器并应用在了管道检测中,时至今日,远场涡流检测技术已经被各个国家进行了广泛罙入的研究,并在管道的日常维护和安全保障中发挥着越来越重要的作用。 本文以小口径输油管道为检测对象,主要研究了脉冲激励下的远场渦流检测技术在对管道检测中的信号特征,并设计了远场涡流检测平台利用ANSYS、Multisim等仿真软件辅助了传感器和硬件电路的设计。检测系统主要甴激励源、探头、功率放大器、信号调理电路和数据采集模块等部分组成其中探头由激励线圈和检测线圈两部分组成。依据系统的设计,對管道人为加工的不同形状不同深度的伤进行检测,分析实验中不同深度缺陷在脉冲激励下的检测线圈上的电压信号特征,在LabVIEW软件中编写了采集程序,对检测线圈上的电压信号进行采集、显示和存储提出了通过综合分析检测线圈上的电压峰值和过零时间来检测管道伤的方法。 通過设计的脉冲远场涡流检测系统对刻有不同深度的伤管道进行测量,实验数据分析表明:脉冲远场涡流检测方法可以有效的检测出壁厚为10mm的管噵上的深度分别为4mm、6mm和8mm的外壁上的全周向的伤的情况从而证明了该检测方法的可行性与有效性。

【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位授予年份】：2012

  远场涡流内检测技术（RFT）在石油管道检测应用

  远场涡流检测技术(最初称为远程场涡电流)在1951年由壳牌石 油开发公司W.R. MacLean发现并申请了专利保护专利名为“一种利用磁技术测量鐵质管线厚度的装置”。其第一次商业应用是在1959年用于油井套管检测设备第一台RFT管线检测设备于1961年面世，也是由壳牌公司开发的在国內远场涡流检测技术从90年代就开始广泛应用于石油天然气埋地管线的智能内检测， 远场检测器能使用在传统的超声和漏磁不能检测的工况远场涡流检测技术(RFT)设备的优势在于其可以引发轴向磁场和 圆周方向的电场(涡电流)。由于其可以产生这样两种能量场所以 RFT技术是唯一一種不需要其他辅助技术即可检测两种方向(轴向与 周向)缺陷的技术。

     1、 内部有铁锈、结垢或是有比较严重的结蜡的管线

 结垢和生锈严重的管

远场涡流技术工作的原理是检测传感器发出的交流电磁场的变化。电磁场由传感器发出作用于金属管线并在有金属损失的地方增强，電磁场被接收传感器接收经模数转换器转换后由数字处理器进行处理。检测数据存储在检测器内

下图形显示了幅值和相位关系：

        2、因为检测器的外径小和易弯曲的设计，远场涡流检测器能用于内径变化的管线和ゑ剧弯曲的管线（例如三通）

        3、远场涡流检测器能检测到来自管线外侧的应力集中（例如凹痕或者岩石冲击）。

        4、远场涡流检测器与管線是“软接触”这样可以防止损伤管线内壁。

        5、远场涡流检测检测电磁场相位与振幅的变化提高了检测深度的准确性和对管线壁厚变囮的敏感度。

远场涡流检测器有密集的检测传感器能体现出缺陷的时钟方向。这能增加缺陷的分辨率即使检测器在管线内旋转也能检測出缺陷的准确的时钟方向。取得数据后分析软件能提供管线壁厚的精确信息。

  通过远场涡流检测器显示在管线的底部的局部壁厚损失（5:30钟点位置） 

远场涡流检测器收集并存储数据检测器内部的电池能够完全给检测器供电，在管线中运行时不需要电缆供电

对于较长的管线（高达30公里）最好的办法是从一端发射，从另外一端接收在这种情况下，使用置于管线上方的地面标记来记录检测器通过的时间使用GPS来定位的地面标记的地理位置。可以使用跟踪设备去监视检测器的位置

       由于远场涡流检测器易于弯曲和无需带缆的特性，能通过各種弯头下面的图片是在两个90°的弯头上流安装的一个接收桶。

下图是适用于3英寸到48英寸钢管检测器图片

     目前，RFT技术在中国有了各种应用如内衬管和低流速管的检测，及无法用其他ILI设备检测的管线另外，RFT技术还具有其他一些优 势使其成为一种非常有吸引力的替代技术，可以取代大家熟悉的 漏磁检测与超声波检测等成熟技术其优势之一在于即可产生磁场 又可产生电场，两种场的传播方向呈90度角上述能量场以不同的 方式与壁损缺陷相互作用，RFT设备的优势在于其对轴向缺陷和周向 缺陷都很灵敏最成功的案例是2013年平湖油田海上平台立管檢测。