本發(fā)明涉及金屬管道探傷領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法。

背景技術(shù)：

目前，對探測金屬管道局部缺陷普遍采用接觸式探測金屬管道局部缺陷的方法，其主要是利用專業(yè)探測設(shè)備(內(nèi)檢探傷儀)，來記錄預(yù)先被磁化的金屬管道的磁場應(yīng)力缺陷。該方法包括了清洗設(shè)備和內(nèi)檢探傷儀，沖洗、清潔金屬管道內(nèi)部并且保障剖面的完全通暢，在磁化管壁的同時讓探傷儀通過，根據(jù)分散和飽和的磁場記錄并存儲磁場異常，判讀所獲得的信息以便判定被發(fā)現(xiàn)的異常的位置和特征，根據(jù)該方法確定金屬管道所有局部缺陷的位置和參數(shù)并且推測缺陷產(chǎn)生的原因。該方法主要通過內(nèi)部檢測，而使用內(nèi)檢測設(shè)備價格昂貴，且對金屬管道進行清理消磁，還要對金屬管道進行均勻磁化，過程繁瑣，而且要求靠近被檢測物體的表面，會要求預(yù)先開挖金屬管道，由于金屬管道條件不具備大量盲目開挖的可能因而限制了其大規(guī)模的推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法，克服了現(xiàn)有接觸式探測金屬管道局部缺陷的方法中種種弊端。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法，包括以下步驟，

s1，根據(jù)地埋金屬管道的走向和方位確定地面非接觸式探測的探測路線，并在探測路線上布置一系列測點；

s2，沿探測路線進行連續(xù)電磁探測，分別探測出金屬管道在天然磁場和人工磁場下各個測點的電磁響應(yīng)特征；

s3，將探測路線上的不同測點作為時間道，分別繪制金屬管道在天然磁場和人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線；

s4，對金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線進行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖；

s5，根據(jù)梯度模量異常分布圖和金屬管道在天然磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線確定金屬管道在各個測點的綜合指數(shù)；

s6，對在天然磁場和人工雙磁場下金屬管道的電磁響應(yīng)特征曲線進行對比分析，并結(jié)合所述綜合指數(shù)確定金屬管道缺陷的位置及級別。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法是在金屬管道外部非接觸式的利用天然磁場和人工雙磁場相結(jié)合探測金屬管道的電磁響應(yīng)特征，在人工雙場源中對兩個信號的差分處理，從而達到放大異常的目的進而推斷缺陷位置和級別，克服了現(xiàn)有接觸式探測金屬管道局部缺陷的方法中種種弊端，如需盲目開挖，對金屬管道進行清理消磁，最后還要對金屬管道進行均勻磁化的繁瑣過程；同時對于單純天然磁場受現(xiàn)場干擾及埋深太深信號太弱等條件限制降低檢測精度的問題，可以有效的提高探測深度和探測精度；另外，本發(fā)明采用天然磁場和人工雙磁場綜合探測方法，靈敏度也大大提高，漏檢率大大降低，檢測費用大大降低，操作風(fēng)險低，易于現(xiàn)場實施。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步，所述探測路線為所述金屬管道的走向，并位于所述金屬管道的正上方。

進一步，利用現(xiàn)場測線或者gps定位確保兩個發(fā)射線圈在探測過程中始終布置在金屬管道正上方。

進一步，s2中進行天然磁場探測時，采用大地磁場作為場源，直接測量金屬管道各個測點的電磁響應(yīng)特征。

進一步，s2中進行人工雙磁場探測時，在探測路線上以預(yù)設(shè)間距布置分別帶有三分量接收探頭的兩個發(fā)射線圈，并沿探測路線同步移動兩個發(fā)射線圈，利用兩個發(fā)射線圈同時激發(fā)相同的電磁場作為場源，通過三分量接收探頭分別測量金屬管道在兩個發(fā)射線圈下各個測點的電磁響應(yīng)特征。

進一步，s3中繪制金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線的具體方法為，從兩個三分量接收探頭中分別提取金屬管道在兩個發(fā)射線圈下各個測點的不同時間的電磁響應(yīng)特征，并將金屬管道分別在兩個發(fā)射線圈下的不同測點相同時間點的電磁響應(yīng)特征連接成連續(xù)曲線，形成金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線。

進一步，s4中是對金屬管道分別在兩個發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線進行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖。

進一步，s4具體為，通過模型轉(zhuǎn)換分析金屬管道分別在兩個發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線，并根據(jù)分析的結(jié)果確定金屬管道的背景場響應(yīng)特征以及人工雙磁場下兩個三分量接收探頭采集數(shù)據(jù)的偏差值，根據(jù)偏差值判定金屬管道異常的存在及位置，并形成梯度模量異常分布圖。

進一步，s5中，金屬管道在天然磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線作為金屬管道的背景場響應(yīng)特征。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法中金屬管道在人工雙磁場下的探測狀態(tài)圖；

圖3為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法中金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線圖；

圖4為本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法中金屬管道在人工雙磁場下的梯度模量異常分布圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、a發(fā)射線圈，2、b發(fā)射線圈，3、線圈支架，4、三分量接收探頭，5、線纜，6、地面，7、金屬管道，8、缺陷。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法，包括以下步驟，

s1，根據(jù)地埋金屬管道的走向和方位確定地面非接觸式探測的探測路線，并在探測路線上布置一系列測點；

s2，沿探測路線進行連續(xù)電磁探測，分別探測出金屬管道在天然磁場和人工磁場下各個測點的電磁響應(yīng)特征；

s3，將探測路線上的不同測點作為時間道，分別繪制金屬管道在天然磁場和人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線；

s4，對金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線進行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖；

s5，根據(jù)梯度模量異常分布圖和金屬管道在天然磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線確定金屬管道在各個測點的綜合指數(shù)；

s6，對在天然磁場和人工雙磁場下金屬管道的電磁響應(yīng)特征曲線進行對比分析，并結(jié)合所述綜合指數(shù)確定金屬管道缺陷的位置及級別。

在本具體實施例中：雙源磁場是指天然磁場和人工雙磁場，人工雙磁場是指利用人工手段同時激發(fā)兩個相同的磁場。

s1中查看分析待測區(qū)域內(nèi)的金屬管道設(shè)計、金屬管道運行以及操作文件，根據(jù)上述材料確定金屬管道的地下埋設(shè)走向和方位，確定地面探測的探測路線，且所述探測路線為所述金屬管道的走向，并位于所述金屬管道的正上方。

s2中進行天然磁場探測時，采用大地磁場作為場源，直接測量金屬管道各個測點的電磁響應(yīng)特征。

s2中進行人工雙磁場探測時，在探測路線上以預(yù)設(shè)間距布置分別帶有三分量接收探頭的兩個發(fā)射線圈，并沿探測路線同步移動兩個發(fā)射線圈，利用兩個發(fā)射線圈同時激發(fā)相同的電磁場作為人工雙磁場的場源，通過三分量接收探頭分別測量金屬管道在兩個發(fā)射線圈下各個測點的電磁響應(yīng)特征。具體的，金屬管道在人工雙磁場下的探測狀態(tài)如圖2所示，兩個發(fā)射線圈分別為a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2，a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2通過線圈支架3固定在同一平面內(nèi)，兩個三分量接收探頭4通過線纜5分別與a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2相連；有如2可以看出，a發(fā)射線圈1、b發(fā)射線圈2、線圈支架3、三分量接收探頭4和線纜5組成的探測組件位于地面6的上方，金屬管道7埋于地面6下，金屬管道7上有缺陷8，其中探測組件中的a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2沿探測路線排列，且位于金屬管道的正上方，其中利用現(xiàn)場測線或者gps定位確保a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2在探測過程中始終布置在金屬管道正上方。另外，a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2的規(guī)格相同，兩個三分量接收探頭4的規(guī)格也相同，a發(fā)射線圈1和b發(fā)射線圈2同時激發(fā)相同的電磁場作為人工雙磁場。

s3中繪制金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線的具體方法為，從兩個三分量接收探頭中分別提取金屬管道在兩個發(fā)射線圈下各個測點的不同時間(t＝1000ms，1500ms，2000ms，2500ms，3000ms，根據(jù)金屬管道埋深不同選擇不同的時間)的電磁響應(yīng)特征，并將金屬管道分別在兩個發(fā)射線圈下的不同測點相同時間點的電磁響應(yīng)特征連接成連續(xù)曲線，形成金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線，金屬管道在人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線如圖3所示，其中，曲線a為金屬管道在a發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線，曲線b為金屬管道在b發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線。

在人工雙磁場中，由于兩個三分量接收探頭對應(yīng)的電磁響應(yīng)特征曲線上的差異很小，需要對異常進行進一步的差分放大處理，得到異常的梯度模量分布圖，s4中是對金屬管道分別在兩個發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線進行差分放大處理，得到梯度模量異常分布圖。

s4具體為，通過模型轉(zhuǎn)換分析金屬管道分別在兩個發(fā)射線圈下的電磁響應(yīng)特征曲線，并根據(jù)分析的結(jié)果確定金屬管道的背景場響應(yīng)特征以及人工雙磁場下兩個三分量接收探頭采集數(shù)據(jù)的偏差值，根據(jù)偏差值判定金屬管道異常的存在及位置，并形成梯度模量異常分布圖，其中，金屬管道在人工雙磁場下的梯度模量異常分布如圖4所示。

s5中金屬管道在天然磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線作為金屬管道的背景場響應(yīng)特征，為后面的數(shù)據(jù)解釋提供參考。

s5具體為，根據(jù)梯度模量異常分布圖，結(jié)合金屬管道在天然磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線，確定探測路線上各個測點的綜合指數(shù)。

s6具體為，對金屬管道在天然磁場和人工雙磁場下的電磁響應(yīng)特征曲線對比分析，結(jié)合綜合指數(shù)確定金屬管道異常的部分里程，并估計該里程處金屬管道的缺陷危險等級，以及金屬管道總體電磁響應(yīng)情況對金屬管道技術(shù)情況分類；在金屬管道路徑上標記需挖掘校驗坑的位置并進行挖掘，在校驗坑內(nèi)運用傳統(tǒng)的方法進行附加金屬管道接觸式無損檢測，根據(jù)校驗坑的實際情況與綜合指數(shù)和電磁響應(yīng)異常等級進行比較，對危險等級和診斷結(jié)果做最后的修改，再提交最后診斷檢測結(jié)果。由于本發(fā)明的方法通過記錄金屬管道電磁場響應(yīng)的各種變化和金屬管道對相近兩個完全相同人工激發(fā)的電磁場反饋的差異測量來揭示具有金屬缺陷部位的位置，將金屬管道的異常狀態(tài)與缺陷產(chǎn)生的電磁異常狀態(tài)聯(lián)系起來。在每個記錄點記錄電磁響應(yīng)異常數(shù)值，為下一步與完整金屬管道的電磁響應(yīng)異常數(shù)值進行對比，從而選擇出金屬缺陷的位置，并標注于電磁響應(yīng)圖上，便于挖掘處理。挖掘處理中，開挖金屬管道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提取及校驗坑5個，利用超聲波探傷儀掃描儀和超聲波厚度計量器對金屬管道進行附加探傷檢驗測試，以修正暴露的異常危險程度并計算金屬管道的適用性。

由于采用了本發(fā)明的方法，如果檢測暴露了危險腐蝕缺陷(大于30％壁厚損失)特殊量化參數(shù)的缺失，應(yīng)選擇存在其它缺陷類型(迭片，裂縫，彎曲，金屬管道出廠缺陷，焊接接頭缺陷)的其它點定義校驗結(jié)果，來確定本發(fā)明的檢測技術(shù)的效率，附加探傷檢驗測試應(yīng)在不少于3個校驗坑中完成，其中兩個校驗坑在暴露異常的區(qū)域，一個在無異常(無缺陷)區(qū)域，確認該檢測項目的吻合性，使通過本發(fā)明的檢測方法更加精準。其中校驗坑中校驗的異常危險程度(金屬管道缺陷部分)“金屬損失”的定義：“不允許的”(試驗性的-大于50％金屬管道壁厚的金屬損失)；“可允許的”(20％-50％金屬管道壁厚金屬損失)；“可忽略的”(少于20％金屬管道壁厚金屬損失)。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種非接觸式雙源磁場綜合檢測金屬管道缺陷的方法是在金屬管道外部非接觸式的利用天然磁場和人工雙磁場相結(jié)合探測金屬管道的電磁響應(yīng)特征，在人工雙場源中對兩個信號的差分處理，從而達到放大異常的目的進而推斷缺陷位置和級別，克服了現(xiàn)有接觸式探測金屬管道局部缺陷的方法中種種弊端，如需盲目開挖，對金屬管道進行清理消磁，最后還要對金屬管道進行均勻磁化的繁瑣過程；同時對于單純天然磁場受現(xiàn)場干擾及埋深太深信號太弱等條件限制降低檢測精度的問題，可以有效的提高探測深度和探測精度；另外，本發(fā)明采用天然磁場和人工雙磁場綜合探測方法，靈敏度也大大提高，漏檢率大大降低，檢測費用大大降低，操作風(fēng)險低，易于現(xiàn)場實施。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。