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  • 大口徑不銹鋼管的電磁檢驗原理

    利用TEM法檢測大直徑不銹鋼管的腐蝕狀況,實際所測定的是大直徑的物性差異。無論是電化學腐蝕、雜散電流腐蝕還是厭氧菌腐蝕,其結果都是金屬量蝕失、腐蝕產物垢積,造成埋地大直徑不銹鋼管的導電率和導磁率下降。顯然,只要檢測出因腐蝕所致的此一物理性質的變異部位和變異程度,經過與已知(已發生腐蝕和未發生腐蝕)情況對比,就可以指出腐蝕地段并對腐蝕程度做出評價。


        在正方形激勵線框中通以脈沖電流,激勵電流在線框周圍建立的水平、垂直一次場。瞬間斷電以后,在線框周圍包括被測管道在內的有耗介質中激勵起了隨時間衰變的渦旋電流,與渦旋電流相關的二次磁場在線框接收線圈中激起的歸一化電動勢。

        歸一化的脈沖瞬變響應不僅與管體的幾何參量(尺寸、形狀、空間位置)和物理性質(導電率、導磁率、介電常數)有關、與圍土物性(導電率、導磁率、介電常數)及分布有關,而且還與觀測點的位置以及管道輸送物質的物理性質有關。


        如果不考慮圍土和回填土的影響,管道的瞬變電磁響應可用下式表示:

        顯然,由于腐蝕使壁厚變小或者導電、導磁率降低,導致d增大,衰減變快,從某種意義上(腐蝕產物的l與圍土的∥仃視作一樣)來看,壁厚艿的變化可以通過a的變化確定。然而,腐蝕產物的足一個不確定量,一般地應高于圍土。因此,宏觀地把tuoa2看成一個參量較為合適:d的增大或者是由于大直徑不銹鋼管的厚度的減小所致,或者表明腐蝕管段的導電、導磁性降低。


        利用TEM手段檢測評價埋地管道的腐蝕程度,是研究并辨識被檢測管道的綜合物理特性所發生的微小變化。但下列幾個因素對瞬變響應存在一定的制約。

        (1)幾何因素:包括被測管道的埋深、直徑、壁厚;激勵回線與接收回線的形狀、尺寸、匝數以及它們相對管道的空間位置和收發距;地表地形以及管溝回填土的橫截面形狀等;

        (2)介質因素:包括被測管道、管道內輸送介質、圍土(未擾動土)、回填土的電導率、磁導率和介電常數;

        (3)干擾因素:主要來自“天電”、雷電以及其他“非主動”瞬變電磁干擾,包括人為干擾。


    在這些因素中有些因素可確定有些因素可簡化。比如:幾何參數均屬可確定因素,在作了適當的裝置設計后會得到大大地簡化。例如,管道位于正上方的共框(回線)裝置;一般可視為“無限長”條件的管溝形狀;被測管道的規模和空間位置;國土、回填土的分布范圍;可測物理參數具有連續可對比性。顯然,上述已知或可測定的參數、可確定的因素對瞬變響應的影響具有一定程度的時、空穩定性,因此在一定條件下可作為背景來處理;瞬間干擾可以通過提高信噪比的辦法予以抑制;在建立數學物理模型后,現代化的數據處理與反演手段,即或是在考慮圍土、回填土的幾何一介質因素情況下也可以實現對電磁綜合參量變異的確定,原因在于它們是可測定的或可確定的。顯然其“約束條件’’可以很方便地予以確定,解的非惟一性大大降低。大直徑不銹鋼管、大口徑不銹鋼管、大口徑厚壁管、厚壁不銹鋼管www.educacao-fisica.com

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