工程化学工程化学 (137).pdf

ClassifiedIndex:TH878

U.D.C:622

DissertationfortheMasterDegreeinEngineering

RESEARCHONTHECORRODED

PIPELINEBASEDONMETALMAGNETIC

MEMORYTESTING

(APPLIED)

Candidate：SunYanru

Supervisor：Prof.WangWuyi

AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineering

Specialty：MechatronicsEngineering

Affiliation：SchoolofMechatronicsEngineering

DateofDefence：July,2012

Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

摘要

管道是能源运输的重要手段，随着管道在役时间的延长，管道老化程度加

重，穿孔、断裂情况时有发生。传统的检测方法存在一定的局限性，如超声波

检测和漏磁检测，前者要求检测表面平滑，后者需要充磁设备，均不能直接对

埋地管道进行检测。虽然可以通过管道机器人进行内检测，但国内的管道机器人

只能对大管径的管道进行检测，且需要将管道部分破损植入机器人，对管内油位

也有要求。磁记忆检测的出现弥补了传统检测方法的不足，磁记忆检测设备可

在地面上采集埋地管道的磁场信号，进而判断管道的缺陷位置，但目前国内还

没有用于埋地管道的磁记忆检测设备，国外对管道磁记忆检测技术仅是提供服务

且服务费用极高，对技术本身实行严密的封锁和垄断。

本文针对油田对管道检测的需求，分析了磁记忆检测的方法，研制了一套基

于磁记忆原理的管道检测设备。检测设备采用高灵敏度的Honeywell磁阻传感器采

集管道周围磁场弱信号，通过传感器置位复位电路及电磁屏蔽实现抗干扰，采用

软硬件滤波进行降噪，由低噪声放大电路进行放大，通过高精度A/D转换为数字

信号后交由PIC单片机控制，以实现显示、存储、通讯等功能。

本文利用研制的磁记忆检测设备对地面管道进行了实验研究，实验主要是

将传感器提离一定的高度采集地面管道周围的磁场信号，通过对磁记忆信号的

特点分析，提出采用小波变换对非平稳随机的磁场弱信号进行处理，通过对小

波降噪方法的比较分析，结合实验数据提出对检测信号进行小波变换阈值降噪

以获取更准确的漏磁场信号。通过对磁记忆信号特征的研究，针对地面管道的

实验数据，提出对垂直方向磁场信号进行小波降噪处理，实践表明其梯度特征

可表征缺陷的位置。此外，还可以采用小波细节分量特征及梯度信号的尺度空

间能量特征进行判断。

由于管道磁记忆检测设备的检测深度较深，因此存在很多影响因素。本文

通过对地面管道进行实验，分析研究了管道防腐层、缺陷位置、检测高度及检

测速度的影响，认为防腐层不影响管道检测结果，并确定了合适的检测速度，

而缺陷位置和检测高度对检测结果影响较大，采用梯度特征对二者进行了量化

分析，为以后的现场检测分析提供帮助。

关键词：磁记忆；管道检测；小波变换；特征提取

-I-

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

Abstract

Thepipelineisanimportantmeansoftransportingenergy.Withtheextension

ofthepipelineinservicetime,