WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |

Методы обработки результатов дистанционного магнитометрического обследования подземных трубопроводов

-- [ Страница 6 ] --

При увеличении расстояния от источника до точек измерения поля происходит усреднение напряженности магнитного поля. Поэтому принципиально невозможно определить пространственную конфигурацию источников поля с детализацией, меньшей, чем расстояние от источников до точек измерений.

Рисунок 2.6. Результаты численного моделирования магнитного поля источников с разной пространственной конфигурацией. Стрелками показано направление векторов магнитных моментов P источников.

Иначе говоря, измеряя поле на расстоянии более 1,5 м от оси трубы (такие расстояния характерны для наземного магнитометрического обследования), можно определить лишь намагниченность источников, усредненную по участкам трубопровода протяженностью более 1 м.

Таким образом, при увеличении расстояния от оси трубы до точек измерения разрешающая способность дистанционного магнитометрического обследования снижается независимо от шага измерений.

2.4. Пространственное распределение магнитного поля протяженных трубопроводов полезно рассмотреть распределения компонент магнитного поля, создаваемого источниками в виде цилиндров с размерами, характерными для секций труб, из которых состоит трубопровод (длина 10 м, диаметр 1000 мм, толщина стенки 20 мм).

2.4.1. Магнитное поле отдельных труб с однородной намагниченностью Проведем расчеты магнитного поля для источников, представляющих собой отдельные трубы с однородной намагниченностью, направленной вдоль осей x, y, z (рисунки 2.7 – 2.9). На каждом рисунке представлены распределения трех компонент напряженности магнитного поля над трубопроводом на расстоянии h = 2,0 м от его оси, схема расположения источников (стрелками показано направление векторов намагниченности J участков трубопровода), распределения трех компонент намагниченности источников вдоль оси y (совпадающей с осью трубопровода). Анализ результатов расчетов позволяет сделать следующие выводы: при намагниченности вдоль оси x наблюдается линейная зависимость высоты максимумов компоненты Hx от значения Jx, причем форма распределения компоненты Hx соответствует форме распределения Jx, различия объясняются удаленностью точек измерения поля от источников. То же справедливо для случая намагниченности вдоль оси z, но в этом случае положительной намагниченности Jz соответствуют отрицательные значения компоненты Hz.

Изменение Jz не оказывает влияния на компоненты Hx и Hy. Изменение Jx влияет не только на Hx, но и на Hy. Изменение Jy влияет не только на Hy, но и на Hx.

Таким образом, для точек, расположенных непосредственно над осью трубопровода (z = 0) z-компонента поля является независимой от x- и y-компонент намагниченности, а x- и y-компоненты поля определяются совместно x- и yкомпонентами намагниченности.

Рисунок 2.7. Результаты численного моделирования магнитного поля отдельных труб с однородной намагниченностью, направленной вдоль оси x.

Рисунок 2.8. Результаты численного моделирования магнитного поля отдельных труб с однородной намагниченностью, направленной вдоль оси y.

Рисунок 2.9. Результаты численного моделирования магнитного поля отдельных труб с однородной намагниченностью, направленной вдоль оси z.

2.4.2. Магнитное поле при разных вариантах сочетаний однородной намагниченности последовательно расположенных труб Рассмотрим магнитограммы, представляющие собой результаты суперпозиции полей секций труб, расположенных последовательно и намагниченных по-разному (рисунки 2.10 – 2.12).

Особый интерес представляют магнитограммы трубопровода, состоящего из продольно намагниченных участков (рисунок 2.11). Хорошо заметно, что распределение компонент магнитного поля на участке от 160 до 190 м качественно совпадает с характерными распределениями компонент магнитного поля на реальных магнитограммах (например, рисунок 1.3, участок от 10 до 60 м).

Это говорит о том, что максимумы и минимумы x-компоненты напряженности, расстояние между которыми близко к 11,5 м и участки между которыми близкими к линейным, могут быть связаны с различиями продольной намагниченности соседних секций трубопровода.

Рисунок 2.10. Результаты численного моделирования магнитного поля последовательно расположенных труб с однородной намагниченностью, Рисунок 2.11. Результаты численного моделирования магнитного поля последовательно расположенных труб с однородной намагниченностью, Рисунок 2.12. Результаты численного моделирования магнитного поля последовательно расположенных труб с однородной намагниченностью, Это заключение может рассматриваться как теоретическое обоснование наблюдаемых на практике особенностей магнитограмм. Полученные результаты могут служить теоретической основой, во-первых, для способа определения положения кольцевых сварных швов по магнитограммам, а во-вторых, для выбора модели источников поля, использующейся при решении обратной задачи магнитостатики применительно к трубопроводу.

Отметим еще и следующую важную особенность: если прибавить к Jy для всех секций трубы одну и ту же величину, то на соответствующей магнитограмме не будет никаких изменений. То есть особенности магнитограммы определяются не абсолютными значениями, а только разностью y-компонент намагниченности соседних секций трубы.

2.4.3. Магнитное поле при разных вариантах сочетаний неоднородной намагниченности последовательно расположенных труб Согласно современным представлениям [7], одной из основных составляющих суммарной намагниченности труб является термоостаточная намагниченность, которая формируется в процессе производства труб. Как известно [9, 10], намагниченность любого тела зависит от формы этого тела. В теории магнитостатики показывается [10], что намагниченность вытянутого цилиндра направлена преимущественно вдоль его оси. При этом намагниченность по абсолютной величине максимальна в центральной части цилиндра и минимальна на его концах. Проведем расчеты магнитного поля, создаваемого источниками в виде цилиндров с неоднородной продольной намагниченностью.





Продольную намагниченность каждого источника Jy(y) (напомним, ось y совпадает с осью цилиндра) представим в виде суммы однородной и неоднородной составляющих. Однородная составляющая Jy0 одинакова для всех точек цилиндра. Неоднородная составляющая зависит от координаты y и изменяется по параболическому закону от 0 на концах цилиндра до величины Jy в центре цилиндра. Поперечные составляющие намагниченности Jx и Jz при расчетах будем считать равными нулю.

В первую очередь нас интересует распределение магнитного поля над границами участков с разной продольной намагниченностью, то есть над кольцевыми сварными швами. Это распределение в основном определяется суперпозицией полей стыкующихся в данном шве труб. Определим, каким образом влияет на это распределение намагниченность труб, примыкающих к стыкующимся трубам. Рассмотрим три соседние трубы с одинаковой по модулю продольной намагниченностью. Составим все возможные варианты сочетаний намагниченностей таких троек труб. Количество таких сочетаний – 8. Результаты численных расчетов компонент напряженности магнитного поля над осью трубопровода на расстоянии h = 2,0 м от нее и зависимости компонент намагниченности от y представлены на рисунках 2.13 и 2.14.

Рисунок 2.13. Результаты численного моделирования магнитного поля последовательно расположенных труб с неоднородной продольной намагниченностью. Варианты сочетаний 1 – 4.

Рисунок 2.14. Результаты численного моделирования магнитного поля последовательно расположенных труб с неоднородной продольной намагниченностью. Варианты сочетаний 5 – 8.

Сравнение экспериментально полученных магнитограмм с результатами намагниченность труб не является однородной.

Пусть y0 – координата границы между участками с разной продольной намагниченностью (кольцевого сварного шва). Проведенные расчеты позволили установить, что распределение магнитного поля над кольцевым швом (в диапазоне координат y, ограниченном величинами y0 ± 5 м) определяется намагниченностью труб, стыкующихся в данном шве. Соседние трубы, расположенные справа или слева от стыкующихся, оказывают заметное влияние на магнитное поле только за пределами указанного диапазона, то есть при y y0 + 2.4.4. Два типа распределения магнитного поля в районе кольцевого сварного шва Анализ рисунков 2.13 и 2.14 позволяет заключить, что при неоднородной намагниченности труб существует два принципиально отличающихся типа намагниченности соседних труб направлены в разные стороны, то в районе кольцевого шва имеется один экстремум компоненты Hx. (первый тип распределения магнитного поля, рисунок 2.15, слева). Вид экстремума (минимум или максимум) зависит от направлений векторов намагниченности. Если вектора намагниченности соседних труб направлены в одну сторону, то в районе кольцевого шва имеются два экстремума (минимум и максимум) компоненты Hx, причем шов оказывается расположенным между этими экстремумами (второй тип распределения магнитного поля, рисунок 2.15, справа). Отметим, что в случае однородной продольной намагниченности (раздел 2.4.2) второй тип распределения магнитного поля не наблюдается. Если соседние трубы имеют отличающуюся однородную продольную намагниченность, то в районе сварного шва имеется экстремум Hx. Если однородные намагниченности соседних труб одинаковы, то распределение Hx – горизонтальная прямая, близкая к нулю.

Рисунок 2.15. Два типа распределения магнитного поля в районе кольцевого На рисунках 2.13 – 2.14 намагниченности соседних труб были одинаковыми по модулю. На практике, естественно, намагниченности могут отличаться. При этом изменяются и соответствующие магнитограммы. Как показано на рисунке 2.15, при разных значениях намагниченности соседних труб экстремум Hx может смещаться в сторону от кольцевого шва (на магнитограмме первого типа) или расстояния между максимумом и минимумом Hx и кольцевым швом могут становиться неодинаковыми (на магнитограмме второго типа).

Рассмотрим две соседние трубы с разным соотношением намагниченностей.

Построим для таких пар труб распределения магнитного поля над осью и исследуем влияние намагниченности и расстояния до оси h на смещение экстремумов Hx относительно кольцевых швов. Результаты этих исследований представлены в следующем разделе.

2.4.5. Влияние намагниченности труб на положение экстремумов вертикальной составляющей напряженности магнитного поля Сначала рассмотрим случай, когда вектора намагниченности соседних труб направлены в разные стороны. Построим распределение магнитного поля для некоторых вариантов сочетаний намагниченности соседних труб (рисунок 2.16).

Рисунок 2.16. Распределение компонент магнитного поля вдоль оси y при некоторых вариантах сочетаний намагниченности соседних труб.

соответствующего этому шву. Расстояние a от шва до экстремума определим следующим образом Построим графики зависимости параметра a от расстояния до оси h для вариантов сочетаний намагниченности соседних труб, представленных в таблице 2.1 (рисунок 2.17).

Если в суммарной намагниченности каждой из соседних труб присутствуют как однородная, так и неоднородная составляющие (варианты 1 – 3), то с увеличением h величина a сначала несколько возрастает, а затем снижается. С увеличением разности абсолютных значений намагниченности первой и второй трубы возрастают абсолютные значения величины a. Если намагниченность каждой из соседних труб однородная (варианты 4 – 6), то величина a близка к нулю. Если в суммарной намагниченности присутствует только неоднородная составляющая (варианты 7 – 9), то величина a принимает большие значения, чем в первом случае (при сравнимой высоте экстремумов Hx). С увеличением h значения a уменьшаются по абсолютной величине.

Таблица 2.1. Некоторые варианты сочетаний намагниченности соседних труб.

Рисунок 2.17. Графики зависимостей a(h) для вариантов сочетаний намагниченности соседних труб, представленных в таблице 2.1.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 19 |
 


Похожие работы:

« Цыплакова Елена Германовна ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА ВОЗДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСПОРТА НА АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ СЕВЕРНЫХ ГОРОДОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант заслуженный деятель науки РФ, лауреат Государственной премии РФ, доктор технических наук, профессор Потапов Анатолий Иванович Санкт-Петербург – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ...»

« ЛЮБЧИК АННА НИКОЛАЕВНА ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.И. Крапивский САНКТ-ПЕТЕРБУРГ -2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СТАДИИ СИНТЕЗА ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛАМИНОВ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СИСТЕМ КОРРЕКЦИИ ЕГО ФРАКЦИЙ НА ОСНОВЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ ...»

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ технологического процесса синтеза этаноламинов как ...»

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.