埋地管道非接触磁应力检测仪TSC-7M-16

埋地管道非接触磁应力检测仪TSC-7M-16的概述

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。

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，采用金属磁记忆接触式探头或其他无损检测方法在开挖位置进行补充检测。

－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）

埋地管道非接触磁应力检测仪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ISO国际标准。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。

埋地管道磁参数检测仪TSC-7M-16的主要组成部分

1、   检测主机——TSC-7M-16型16通道金属磁记忆检测仪主机，800x480像素彩色OLED显示屏，45键防水防油键盘，32位微处理器，电池供电，专用扫描装置接口，专用数据传输接口，坚固仪器外壳。16个检测通道，点测式、编码器计数和以时间计数多种检测模式，支持数据存储、回放及数据传输，支持传感器校准，外部磁场补偿功能，支持单分量、双分量及三分量传感器，传感器类型自动识别。可同时实时显示16通道磁场分布曲线、磁场梯度曲线、磁场梯度曲线带符号模式、磁场二阶微分曲线、通道差值曲线、通道差值梯度曲线。

2、   数据分析软件——MMM-System是处理金属磁记忆检测法获得的有关零件、设备和结构件的应力应变状态数据的专用软件。用于应力集中检测数据的分析、处理，图像与数据列表输出。支持100个数据通道的文件，可调整步长、间距、检测长度。二维、三维、极坐标图形显示。可同时处理多条磁场分布曲线，能够管理曲线参数。根据磁场分布曲线（Hp曲线），程序会自动生成梯度（Dx曲线），表征出应力集中水平。据此，按照检测方法，可测定极限应力集中区（损坏发展区）。MMM-System能处理金属磁记忆检测仪采集到的数据，也能处理计算机键盘直接输入的数据。本程序也考虑到了可以编辑数据。可以在打印机上打出曲线图型，也可以生成图像文件或数据列表，以便在其他程序的帮助下作进一步处理。

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。

埋地管道磁参数检测仪TSC-7M-16的案例介绍

      被检测管道是新疆乌鲁木齐某油库的埋地管道（管径为φ508mm，管道防腐材料为环氧粉末），在距扫描起点23-28米位置出现异常磁信号。

      对上述异常信号处开挖后发现：管道的应力异常点位焊缝区域，在焊缝两侧，长约为30cm的区域，开挖后发现该区域未发现防腐层，表面锈蚀严重。对该区域管道表面进行除锈打磨，表面遍布腐蚀坑。在焊缝7点钟方向，距离焊缝13cm位置，发现一处腐蚀深坑，腐蚀深度为1.15mm，腐蚀坑大小为0.26mm ×0.8mm ×1.15mm，原始管道壁厚为8mm，剩余壁厚为6.85mm，属于深度腐蚀。 

开挖验证图片