掺氢天然气管道氢损伤管外漏磁检测机构设计.pdf

２０２４年８月Ａｕｇ２０２４

第５２卷第１５期Ｖｏｌ５２Ｎｏ１５

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ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１３８８１２０２４１５０１２

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文献引用：陈子俨，赵弘．掺氢天然气管道氢损伤管外漏磁检测机构设计［Ｊ］．机床与液压，２０２４，５２（１５）：７５８１．

Ｃｉｔｅａｓ：ＣＨＥＮＺｉｙａｎ，ＺＨＡＯＨｏｎｇ．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｈｙｄｒｏｇｅｎｄａｍａｇｅｏｕｔｓｉｄｅｐｉｐｅｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ－

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ｄｏｐｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｓ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０２４，５２（１５）：７５８１．

掺氢天然气管道氢损伤管外漏磁检测机构设计

陈子俨，赵弘

（中国石油大学（北京）机械与储运工程学院，北京１０２２４９）

摘要：掺氢天然气管道受氢损伤等因素影响，容易产生缺陷进而导致管道失效，因此需要定期对掺氢管道进行检查。

通过对掺氢管道的主要缺陷产生机制和缺陷特征进行分析，得到主要的缺陷形式，设计一种针对掺氢管道氢损伤的管外漏

磁检测机构对管道进行缺陷检测，利用Ｍａｘｗｅｌｌ进行漏磁检测仿真模拟，采用响应面法建立检测探头各参数与轴向漏磁曲

线峰谷差值、吸附力和成本之间的函数，得到探头的结构参数最优组合。最后搭建实验台，利用单组探头进行单通道的漏

磁检测。结果表明：与未优化结构对比，优化后管外缺陷检测效果提高２６２％，管内缺陷检测效果提升１１％，探头与管壁

吸附力降低５６７％，探头成本降低１４％，检测效果得到提升；优化探头不仅能检测到已成型的比较明显的掺氢管道缺陷，

也可以在缺陷形成早期管壁损失达到整体壁厚４０％时将其检测出来。缺陷检测实验验证了文中设计方案的可行性。

关键词：漏磁检测；掺氢管道；外检测；探头结构优化；响应面法

中图分类号：ＴＨ１３７；ＴＥ８３２

ＤｅｓｉｇｎｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＦｌｕｘＬｅａｋａｇｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒＨｙｄｒｏｇｅｎＤａｍａｇｅＯｕｔｓｉｄｅ

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ＰｉｐｅｓｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎＤｏｐｅｄＮａｔｕｒａｌＧａｓＰｉｐｅｌｉｎｅｓ

ＣＨＥＮＺｉｙａｎ，ＺＨＡＯＨｏｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），

Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎｄｏｐｅｄｎａｔｕｒａｌｇａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｓｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎｄａｍａｇｅａｎｄｏｔｈｅｒｆａｃｔｏｒｓ，ｗｈｉｃｈｉｓｅａｓｙｔｏｐｒｏｄｕｃｅｄｅｆｅｃｔｓ