多物理场超高清磁电复合管道内检测技术与装备
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完成单位:国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-304
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
陈朋超,李睿,富宽,郑健峰,王亚楠,段金尧,马涛,郭正虹,康叶伟,邱红辉
项目概况
随着我国长输油气管道向大口径、高压力、高钢级方向发展,环焊缝开裂已成为管道失效的主要形式之一,严重威胁沿线人员、生态环境和能源输送安全,一旦发生泄漏会造成巨大的经济损失。环焊缝缺陷(如裂纹、未熔合等)和附加应力应变(如轴向应力、弯曲应力等)是导致失效的基础致因和关键诱发因素。然而,现有国内外检测技术存在缺陷检测精度不足、应力无法检测、成本高等问题,难以满足高钢级管道安全运行的需求,亟需突破微小缺陷检测、应力应变检测等技术瓶颈。
针对上述难题,国家管网集团研究总院研发了多物理场超高清磁电复合管道内检测技术与装备,攻克了大口径、高钢级管道环焊缝细小裂纹和附加应力检测的技术难题,实现了从单一物理场检测向多物理场协同检测的技术跨越。创新性地开发了阵列空间超高清磁电复合传感系统,可精准检测Φ2.85mm针孔缺陷、0.3mm开口环焊缝裂纹等异常缺陷,弥补了传统漏磁检测技术对微小缺陷检测能力不足的缺陷;发明了基于正交交变磁场的管道附加应力动态检测技术,应力检测精度达±20MPa,实现了全范围、全周向应力的快速定量检测;构建了首个等尺寸、全要素、高保真的大口径重型管道综合内检测装备虚拟样机及动力学仿真模型,为装备设计优化和性能测试提供了精准指导;开发了基于级联深度学习的多源数据融合分析算法,实现了多物理场数据的集成可视化与综合分析,缺陷智能识别率达95%,数据压缩率9%,显著提升了数据分析效率,为管道缺陷的精准识别和量化分析提供了有力支撑。
该检测器在中俄东线、西气东输等国内重要油气干线管道完成近千公里现场示范应用,检出环焊缝异常、金属损失等缺陷数百处,验证了其高精度、高稳定性和综合检测能力。本成果填补了国际空白,推动了管道内检测技术的跨越式发展,有效降低了管道失效风险,保障了国家能源输送安全。其经济社会效益显著,可广泛应用于新建和在役管道的环焊缝缺陷控制与风险排查,为管道全生命周期安全管理提供有效技术支撑。
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