摘要：为了改善地下管线缺陷检测精准度，着重对磁记忆检测作业原理和难点进行了深入探究，以降低干扰因素影响作为问题突破口，选择了电磁法检测模型进行研究。该模型引入磁偶极子理论，计算磁感应强度梯度模量，通过分析模量受电流的影响，判断管道是否存在缺陷。应用结果表明，该检测模型能够更为精准地检测出管道缺陷位置，有助于管道缺陷修复项目施工质量的提升。

关键词：磁记忆检测;电磁法;管道缺陷

引言：地下管线长期处于土壤环境，容易受周围环境因素影响，管道遭受腐蚀，出现管道泄漏问题。其中，油气管道泄漏问题出现较为频繁，隐藏着管道爆炸等安全隐患。为了尽可能避免此类安全事故发生，检测管道作业状况成为了重点研究内容。磁记忆效应的出现为地下管线检测研究开辟了新的思路，其作业原理是通过检测金属磁记忆，对其状态进行准确判断。目前，关于此方面的研究尚不完善，运用方法不当，导致磁信号薄弱，难以提升检测精准度，为此选择电磁法作为研究工具展开探究。

1.地下管线探测的必要性

1.1帮助解决城市内涝问题。当前中国大部分主要城市都会发生内涝，特别是在降雨量较多的夏季，如果大中城市发生内涝极易引发交通不方便、交通拥堵等问题，在这时候也反映出了地下管线监测的重要性，通过地下管线监测工作能够更有效地解决大中城市内涝所带来的各种问题，同时探明管线路线，掌握大中城市排水系统在地下的情况，也能够有助于降低大中城市内涝频次。所以在市政工程中，要全面掌握城市中地下管道的状况，更好地设置排涝路线，并科学地对排水加以改造，减少由于雨量过多而造成的城市内涝。

1.2为未来施工现场带来便利。开展地下管线检测工作给施工人员带来了方便，通过检查并了解地下管道情况有助于更好地设计图纸。如果没有地下管线检测，则设计出的工程图纸就可能在实际施工方面出现各种问题，并且必须多次调整，重复实验，这样一来就会造成工程建设时间较长，同时还会让施工现场居民的生活工作受影响。所以，进行检测地下管线工作就可以帮助提高效率和服务质量，但是如果未做好对地下管线的检测工作，则路面开挖工作就会受影响，从而造成管道裂缝等而导致意外，甚至延误了市政工程的时间。

1.3保证城市环境安全。随着工业时代的高速发展，基本上在各个城市中都会有一条复杂而丰富的地下管道线路，它已经成为了都市中十分关键的基础设施。随着人类生存技术水平和社会经济管理水平的日益提升，所形成的城市垃圾也在不断地积累，城市垃圾一般都随着通过地下管道进行排泄，而城市的地下排水管道又承载着大量日常生活和工业排出的污染物。一座城市每日排出的污水可达上百万吨，全部都通过地下排水管道直接送入城市污水处理厂，从而确保了城市环境的健康。

2.电磁法的城市地下管线探测技术的应用

电磁法是以金属管线与周围土质的导电性差异为主要理论基础，使用“磁生电、电生磁”的原理，在管线地表上方施加交变电磁场，该管线便有电流通过，电流在管线周围形成二次交变电磁场，在地面追踪二次磁场，达到探测管线的目的。管线探测仪基于电磁感应原理，主要由发射机、接收机、夹钳、接地棒等附件组成，该设备便于携带、成本低、效率高、技术成熟，是探测浅埋金属管线的常用仪器。

2.1地下管线磁化分布特点分析。通常情况下，对于管道缺陷的判断以磁感应强度梯度模量作为判断指标，而此项指标与管道磁化强度密切相关。考虑到管道加工材料具有铁磁性，所以管道应力与其磁化强度之间存在耦合关系，彼此相互影响。由于此关系比较复杂，为了准确分析两者之间的关系，选择趋近原理作为研究理论支撑，将外磁场作用看作应力影响，建立在能量最小原理基础上，利用郎之万函数，构建管道应力与其磁化强度之间的关系函数。

2.2管道磁场强度与外磁场强度之间的关系。随着外磁场强度的增加而发生变化，虽然两者之间存在正相关关系，但是磁化强度增加的速率逐渐减小，最后关系曲线趋于水平。由此判断，当外磁场强度增加到一定程度时，管道磁化强度达到了饱和状态。其中，外磁场强度为40A/m时，管道磁化强度增长率偏大。因此，周围环境等因素容易对管道磁化强度造成一定影响，如果管材自身处于热处理状态，或者受微观组织分布等因素影响，都会使得磁化强度发生改变，缺陷磁记忆信号检测精准度也会因此降低。通过上述分析可知，磁记忆检测方法生成的信号，无法准确判断管道是否缺陷，因为这种缺陷信号可能是受干扰因素影响产生的。因此，如何获取精准的检测信号成为了研究难点。

2.3基于电磁法的地下管线磁记忆检测。以往采用的地下管线磁记忆检测方法是将“激励”和“检测”结合到一起，对检测设备配备要求较高，同时需要搭建激励磁场，与地磁场环境下搭建难度相比，高出几十倍，加大了管道检测实施难度。为了弥补传统检测方法的不足，选取电磁法作为研究工具，对以往的检测方法进行简化。电磁法在管道检测中的应用，主要依靠发射机输出电流，经过多重处理流入管道，并在其周围生成电磁场，依据毕奥-萨格尔定律，便可以求解管道周围当前生成的电磁场数值。而后将管道缺陷放大，提高检测精准度。发电机输出的电流为低频交流电，此电流流经多重电缆后，通过管道接线桩，最终流入待检测管道，并在此周围形成电磁场。

2.4应用分析。为了验证该模型的管道缺陷检测的可靠性，以某管道修复工程为例，以地磁场法检测为对照组，电磁法检测作为实验组，通过对比两组梯度模量检测结果，给出可靠性评价。

工程管线的材质为L415钢，管壁厚度为7.9mm，管径为507mm，钢管埋深1.2m。管材抗拉强度520～750MPa，屈服强度415～560MPa。分别利用2种检测方法，测得磁感应强度梯度模量，电磁法（管道通电）生成的梯度模量峰值更加明显，在管道轴向20.6m处出现较大峰值，而地磁场法生成的曲线峰值不是很明显，较电磁法峰值低很多。经过现场勘查，管道轴向20.6m处存在缺陷。由此可以判断，电磁法检测模型，能够准确检测出地下管线缺陷，并且较地磁场法检测模型精准度有了明显改善。

结语：地下管道建设作为城市建设的重要一环，必须得到有关部门以及人们 的重视，否则地下管线的建设一旦出现问题，就会影响整个城市的发展。 相关人员必须加强对自身的培训，通过使用先进的探测技术，不断推进城市地下管线管理工作，加大城市地下管线探测技术的开发力度，推动城市化建设的进一步发展。本文围绕地下管线缺陷检测问题展开研究，通过分析地下管线磁化分布特点，掌握了管道磁化检测要点和难点。在地磁场检测方法基础上进行改进，选择电磁法作为研究工具，提出新的检测模型。应用结果表明，电磁法管道缺陷检测模型的磁记忆检测精准度更高，能够清晰展示缺陷位置，可以作为管道缺陷修复施工重要依据。

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