高后果区管段安全状态检测与监测技术

王维国 陈崎奇 裴 斌 韩 雷 施 展

（国家管网集团西南管道昆明输油气分公司，云南 昆明 650000）

0 引言

管道是国家油气能源运输的重要方式[1]。由于施工问题、管材缺陷、地质灾害、腐蚀、介质压力等原因，管道容易形成局部应力集中区域，这些区域在长时间作用下，会引起管道失效，进而造成泄漏爆炸等严重后果[2]。因此，对管道应力集中区进行检测，长期监控其应力安全状态，保障管道的安全生产运行，对国家能源安全意义重大。

1 应力集中检测与长期应力监测方法

1.1 非接触式管道磁检测技术

1.1.1 检测原理

铁磁性管道在应力和地磁场的共同作用下，会因受到磁化在其周围形成漏磁场。当管道存在缺陷或者应力集中时，漏磁场的信号会发生改变。管道工作应力撤除后，缺陷或应力集中处的应力减小，该处的漏磁场也随之变弱，但由于铁磁性材料存在磁滞效应，该处的磁场无法恢复到原来的数值，而是比原磁场强度少量的增大[3]。

非接触式管道磁力检测工作原理基于维拉里效应，即磁弹性效应，是指由变形和内部应力影响产生的铁磁材料磁化强度变化的物理现象[4]。运用磁力计对磁场异常进行识别，磁力计组件建立在磁阻传感器基础上，测量管道上方空间磁感应强度及梯度分布，通过获取管道漏磁场变化信号，确定管道缺陷或应力集中位置，如图1所示。

图1 管道局部应力集中磁信号分布

1.1.2 磁异常等级划分

利用三维磁场高精度检测仪，获得损伤位置的磁信号后，通过式（1）对损伤位置的损伤程度进行评估。……