长输油气管道结构布置不合理或管道材质存在缺陷时,长输油气管道在使用过程中由于内压作用会产生局部性的应力集中现象,而在管道内压长期作用下应力集中区处会产生应力裂纹,裂纹在波动压力下会快速扩展,最后对管道运输安全造成严重的影响。因此,在管道产生宏观缺陷之前,对其进行应力疲劳损伤或微小裂纹检测来降低事故率显得至关重要。通过管道内检测仪器对管道存在的的变形、腐蚀、缺陷等进行检测分析,为管道进行安全评估提供科学依据,是国际管道行业公认的最安全有效的内检测方法。常规的无损检测方法如漏磁、磁粉、涡流、渗透、超声、射线等,在管道的缺陷监/检测、事故预防等方面发挥了重要的作用;但是,由于管道内检测技术具有非接触、高速检测(管道内检测器的运行速度为1-5m/s)、动态连续等技术要求,目前,管道漏磁内检测技术在内检测中是应用最广泛、最成熟的技术,国际上90%以上的管道内检测仪器采用的是漏磁检测技术。然而,从近年来管道事故的分析来看,管道漏磁内检测技术对微小裂纹的安全评价存在局限性,主要原因是微裂纹的尺寸较小,漏磁信号微弱,很容易被强大的激励磁场覆盖,难以识别。本课题采用弱磁法对管道裂纹进行检测。弱磁法检测裂纹的机理是在地磁场下,通过对在役管道裂纹处应力集中程度的检测,进而判断微裂纹尺寸特征。弱磁法具有非接触、获取信号速度快、支持动态检测、无需励磁结构等特点,对提高石油天然气管道内检测的灵活性和降低检测成本具有切实可行的意义。本课题基于载荷作用下管道裂纹的应力分布规律,建立了非均匀的裂纹磁荷数值模型。并在此基础上,依据管道裂纹处弱磁信号随内压变化特征,引入了内压递增因子为特征值来对裂纹特征进行评估;通过对不同尺寸裂纹弱磁信号内压递增因子的对比,分析了裂纹弱磁信号内压递增因子与裂纹尺寸的对应关系;通过对比分析了不同方向裂纹弱磁信号内压递增因子的变化特征;对裂纹扩展前后弱磁信号特征变化进行了分析;分析了不同强度外磁场对弱磁信号的影响;并经过了系统性的实验验证。研究结果表明:管道裂纹处弱磁信号轴向分量在尖端出现极大值,裂纹中部出现极小值,径向分量在裂纹尖端分别出现极大值和极小值;为了实现对不同裂纹进行评估,本文引入内压递增因子对裂纹尺寸进行分析;当内压递增因子为正值时,裂纹处于安全状态(未开始扩展),弱磁信号与裂纹尺寸存在线性关系,轴向裂纹的内压递增因子大于环向裂纹的;当内压递增因子为负值时,裂纹处于危险状态时,裂纹随内压增加而扩展;外磁场增加时,弱磁信号整体数值增加,而应力集中区处弱磁信号单峰特征减小。