城市输气管道是城市工业生产及社会生活的能源运输工具,与城市安全息息相关。一旦城市输气管道泄漏引发爆炸,将对城市工业生产、社会生活和生命财产造成重大影响。为预防城市输气管道运输事故的发生,开展管道缺陷检测,对保障城市经济和社会稳定具有重要意义。城市输气管道检测以检测埋地管道为主,一般采用管道漏磁内检测方法,利用流体驱动检测装置进行检测作业。目前,管道漏磁内检测广泛应用于大口径长输油气管道检测,但在城市输气管道小口径管道内检测中由于检测装置重量重、结构大和管道管径小等问题,检测较为困难。为实现小口径管道漏磁内检测,本文采用基于三维磁传感器的管道漏磁内检测方法,来解决小口径管道管径小、检测装置重量重和结构大等问题。本课题研究的主要工作简述如下:首先,设计并实现小口径管道漏磁检测系统。根据小口径管道的实际需求,在分析需求基础上进行总体方案设计。小口径管道漏磁检测系统包含硬件部分和软件部分,在硬件部分,为了克服小口径管道漏磁内检测困难,采用三维磁传感器检测漏磁场,并给出轮式桥型无钢刷结构,使检测装置重量轻和结构简单;在软件部分,为满足小口径管道漏磁内检测功能,开发了三维磁传感器检测程序和小口径管道漏磁检测系统软件。其次,采用自适应总体集合经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Complete Ensemble Empirical Mode,CEEMDAN)方法分析小口径管道漏磁检测信号,实现对信号干扰的去除。引入的CEEMDAN方法将漏磁检测信号按照从高频到低频方式分解,得到干扰信号和有用信号,再将相关系数法和能量值法相结合,筛选出有用信号,通过对有用信号重构,实现漏磁干扰信号的去除。最后,实现小口径管道漏磁检测缺陷轮廓成像。采用仿真分析,建立小口径管道仿真模型,提取漏磁检测信号,对三维漏磁信号特征进行了详细分析。基于三维漏磁检测数据,绘制了三维漏磁信号图,从中获得缺陷轮廓成像特征信息,再采用数据分段识别方法对每一路漏磁信号进行数据分段识别,拾取出缺陷轮廓区域,结合阈值分割方法,完成小口径管道漏磁典型缺陷、不规则形态缺陷和裂纹槽缺陷轮廓成像。实验结果表明,本文给出的小口径管道漏磁缺陷轮廓成像方法能够对缺陷定性和量化分析。