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埋地管道弱磁检测系统及非开挖评估测试流程TSC-7M

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弱磁检测产品特性
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产品详情

埋地管道弱磁检测系统及非开挖评估测试流程TSC-7M

埋地管道磁应力检测仪TSC-7M-16的概述

钢制埋地管道在实际工程应用中不可避免地会受到失效的威胁。由于疲劳裂纹等缺陷大多数位于管道的应力集中区域，且管道中存在腐蚀等微观缺陷也导致应力集中，因此实施应力集中检测不仅可以检出腐蚀等缺陷，还可以对管道危险位置进行早期预警。

20世纪90年代，俄罗斯学者杜波夫首先提出利用金属磁记忆效应进行金属材料应力检测。金属磁记忆检测技术是一种全新的无损检测手段，该技术主要利用铁磁金属管道在地磁场中所产生的磁记忆效应，通过检测以确定被检管道的缺陷和应力集中区。埋地管道的非接触式金属磁记忆检测是基于检测在应力集中区和腐蚀-疲劳损伤生长区域由于管道金属导磁率的变化形成的地球磁场畸变。由于管道形变引起的地球磁场的变化特性（频率、振幅）是在一系列因素作用下产生的：工艺制造和安装的残余应力、工作载荷及气温和介质（土壤、水等）温度波动下的自补偿应力。使用俄罗斯动力诊断公司根据金属磁记忆法开发的判据和软件包进行分析。

拥有20 多年开发金属磁记忆方法和仪表经验的俄罗斯动力诊断公司，于2000 年就

已经着手开发无接触式磁诊断埋地石油燃气管道技术。为了和TSC 系列仪表配套，制造

了专用的多通道高灵敏度的铁磁探测传感器和计长装置。

***批我们在现场完成的无接触式磁诊断工程中，找出了和金属磁记忆方法中同样

的评价应力-变形状态的诊断参数。

无接触式磁诊断是基于检测在应力集中区和腐蚀-疲劳损伤生长区域由于管道金属导

磁率的变化形成的地球磁场畸变，由于管道形变引起的地球磁场的变化特性（频率、振

幅）是在一系列因素作用下产生的：工艺制造和安装的残余应力、工作载荷及气温和介

质（土壤、水等）温度波动下的自补偿应力。

按离地表200-300mm 的距离，记录下来的磁场变化来诠释管道状态的信息时，需使

用动力诊断公司根据金属磁记忆方法研制的判据和软件产品[1, 2]。.

其中，查明了被测磁场所有三个分量的周期性变化和受检管道型号尺寸（直径、壁

厚和管道对接焊缝间长度）的准确关系。这些在无接触式磁诊断查出的定性诊断参数是

管道金属宏观体积里应力集中区-各种损伤发展的根源特性。图1 是无接触式磁诊断时记

录下来的石油管道(∅ 219mm（直径）ст.20（钢牌号))应力集中区典型的磁图形。

埋地管道磁参数检测仪TSC-7M-16的工作内容与主要目的

－在不改变管道工艺及其功能的条件下，确定应力异常区域和有损坏趋势的管段。

－确定开挖位置，采用金属磁记忆法或其他无损检测方法在开挖位置作补充检测。

－定期检测，建立目标管道的非接触式检测数据库，形成对目标管道缺陷发展和受力状态的监控机制。

埋地管道磁参数检测仪TSC-7M-16的依据规程

《采用金属磁记忆方法无接触磁测检查石油天然气主干管道及其分支的规程》

非接触式金属磁记忆检测系统的检测原理

埋地钢质管道由于长时间应力载荷作用会形成应力集中区域，多为危险部分。依据金属磁记忆检测法及磁弹性效应：铁磁性材料，如埋地钢质管道，在地球弱磁场作用下，应力集中区域内部构件的磁畴发生不可逆的转向，导致该部位的磁场信号异常。非接触式金属磁记忆检测技术与评价技术通过使用仪器测量采集管道上方磁场强度的法向分量与切向分量、记录磁场强度变化，计算合成分量及梯度，从而识别管道的应力集中区域。埋地管道的腐蚀、冶金缺陷、机械损伤、滑移、物理沉降等都会形成应力集中区域，造成磁场异常，从而能够被该检测技术识别。使用埋地管道的非接触式金属磁记忆检测方法如下图所示。

- 法向或垂直分量的磁场强度（Y）

- 轴向或沿管道方向的水平分量的磁场强度（X）

- 与管道轴向垂直的水平分量的磁场强度（Z）

- 所有磁场分量在管道长度方向的梯度值（dH/dx）

埋地管道磁参数检测仪TSC-7M-16的技术优势

1、可确定埋地管道金属管体的状态，是对埋地钢铁管道进行无损检测的全新工艺。

2、无需大量的开挖工作，在地上对埋地钢铁管道进行无损检测。

3、无需停产、检测不影响管道工作；

4、不仅可检测管道上存在的金属损伤，还可以检测应力危险区域，做到防患于未然。

5、可比较不同时期同一管段的检测数据，可以用来监控缺陷的发展和受力状态异常而产生的磁场变化。

6、检测速度快，每小时可检测约2公里的埋地管道。

7、检测成本低，检测不需耗材，不需大量的清理准备工作。

8、定位准确，可以mm为单位记录长度。

9、利用埋地管道金属的自然磁性，不要求对被检测对象进行专门的磁化或施加电流等操作。检测过程只是单纯的感应采集磁场强度数据，不需要任何激励源，不发射任何物质。

10、开挖验证时可使用配套的金属磁记忆接触式检测配件，可在不去除防腐层的情况下，检测管道管体的金属状态。

埋地管道磁参数检测仪TSC-7M-16的检测能力

可通过采集和分析应力异常来判断产生应力异常的缺陷，如损伤、金属损失（腐蚀缺陷）、由地表运动及沉降造成的管道变形等；可识别并定位管道环焊缝；可配合防腐层检测，判定防腐层破损处是否存在管体缺陷或变形；

埋地管道磁应力检测仪TSC-7M-16的性能

俄罗斯动力诊断公司开发的TSC-7M-16型16通道金属磁记忆检测仪是用金属磁记忆法来测量、记录和分析各种设备与结构件应力应变状态的检测系统。该系统可测定铁磁性金属的应力集中区（设备损伤的主要来源）和缺陷位置，找出设备的薄弱部位。

金属磁记忆检测是俄罗斯动力诊断公司提出的全新的无损检测方法，通过测量铁磁性金属的磁场Hp的分布，确定应力集中区的准确位置，评估其危险程度。该方法得到国际上的一致认可，颁布了******。

TSC-7M-16是金属磁记忆检测专用仪器，磁场强度使用A/m (安培/米)为单位，编码器换算出长度值，以mm为单位。本仪器为设备检测领域和剩余寿命评估提供了崭新的原理和手段。TSC-7M-16支持16通道的扫描装置，适于大直径管道、罐体等设备的大面积接触式检测。

当前我们制造和使用现场用两种型号测量磁场三个分量的传感器。一个传感器能测

量沿一条母线或沿管子轴线的磁场（见图4），而另一个－同时沿三条或四条母线，包括

管子的全部直径（见图.5）。我们的TSC 型仪表和配套的专用传感器既能够使用计长单

元扫描的工作模式，也能用于计时的工作制式。

对长时间运行的石油燃气管道，所有评价他们的诊断方法和手段，其基本任务就是

寻找（或确定）生长损伤的潜在危险管段。考查的结果就必须回答：“什么地方和什么时

候会出现损伤和事故？”。如果这样的任务能够解决，则那时，就有能力及时更换和修理

潜在的危险管段。在无接触式磁诊断确定的开挖坑处，无接触式磁诊断结合对管道的补

充检测（超声、涡流等）正是面向这一任务的解决而应用的。

3、埋地管道非开挖检测系统的埋地管道检测扫描装置

扫描装置集成了三分量磁探测传感器和模-数转换器。专用扫描装置用在地下2-3米深的油、气管道的无接触式磁测断。集成3分量传感器与模数转换器的专用的高灵敏度扫描装置，分辨率0.1A/M。分别测量磁场法向分量与两个切向分量。扫描装置设计成伸缩杆式，长度可调节，传感器间距、方向可调节，有扣紧装置，带计数器接口。杆长度和传感器之间的距离可依据被检测管道的直径进行调整。在检测时可使用外部计数器测量长度。

扫描装置还配置了测量轮。这个结构可以充分改善检测管道时应力集中区的探测精度。适合于在城市中的平坦道路上检测。该扫描装置既可以用带轮子的模式测量也可以取下来单独使用。