管道周向励磁漏磁检测.doc

沈阳工业大学硕士学位论文REF_Ref223229942\h\*MERGEFORMAT摘要IAbstractII第一章绪论11.1课题来源及其意义11.1.1课题来源11.1.2课题研究意义11.2管道周向励磁漏磁检测技术的研究现状21.3论文的主要工作及章节安排31.3.1论文的主要工作31.3.2论文的章节安排4第二章管道缺陷漏磁场的ANSYS仿真分析52.1ANSYS仿真原理及软件应用52.1.1ANSYS仿真原理52.1.2ANSYS仿真软件的应用62.2周向励磁管道漏磁场仿真132.3腐蚀缺陷外型对缺陷漏磁场的影响192.3.1缺陷周向长度对缺陷漏磁场的影响192.3.2缺陷深度对缺陷漏磁场的影响202.3.3缺陷所处位置对缺陷漏磁场的影响202.4提离值对缺陷漏磁场的影响212.5管道壁厚对缺陷漏磁场的影响222.6本章小结23第三章管道磁路的优化设计243.1磁路设计方法243.2磁路设计步骤263.2.1磁路结构263.2.2等效磁路模型273.2.3磁路计算方程303.2.4磁路计算软件设计313.3325管道检测装置的磁路设计343.4本章小结36第四章管道周向励磁的饱和度分析374.1检测装置的可行性分析374.2管道饱和度的对比分析384.3本章小结42第五章管道缺陷的蝶形图分析435.1蝶形图的分析原理435.2周向励磁的四种特征缺陷分析445.3本章小结49第六章周向励磁检测实验设计及结果分析506.1周向励磁装置的实验平台506.2检测实验与结果分析516.3本章小结53第七章结论54参考文献55附录A周向励磁2D环形方案APDL程序57在学研究成果67致谢68第一章绪论PAGEIIIPAGEI摘要本课题针对长输管道周向励磁缺陷漏磁检测定量化、智能化的难题，紧密结合工程的需要，通过理论分析、建模仿真和实物实验，系统总结了周向励磁长输管道漏磁内检测技术。在长输管道漏磁检测理论、管道缺陷特征与漏磁信号的关系、漏磁检测的影响因素、管道缺陷检测系统的磁路设计以及工程应用方面进行了深入的研究。本文以有限元分析理论为基础，通过对周向励磁下长输管道缺陷漏磁场的ANSYS模拟仿真，研究了管道缺陷特征、周向励磁磁化节的几何和材料参数、传感器提离高度及管道壁厚对漏磁信号的影响，并提出应用蝶形图的分析方法实现了长输管道四种典型缺陷的分辨；应用两个磁路基本方程以及柯西克夫方程，提出了磁路计算的一般设计原理，对周向励磁检测装置的磁化节进行数学建模，推导出周向励磁漏磁内检测装置磁路的计算公式，进而实现漏磁检测装置的磁路设计。采用MATLAB的GUI编写出磁路设计的通用软件，方便了用户实现人机交互，缩短了设备的研发周期；并且针对周向励磁检测装置磁路较复杂的特点，进行了被测管道的饱和度分析，提出了将可检出性和稳定性作为磁路设计的设计要求，并通过ANSYS软件对325管道进行仿真来验证设计软件的可行性；实验采用霍尔元件作为缺陷漏磁检测的传感器，通过UA301数据采集卡进行数据采集，在带有缺陷的管道上实际检测，实验验证了周向励磁检测内凹缺陷所得漏磁信号曲线的正确性。课题实现了周向励磁管道内检测技术的磁化节设计，解决了国内管道漏磁检测无法检测轴向分布缺陷的难题，用仿真和实验验证了课题周向励磁设计方案的可行性，提高了长输管道漏磁检测的能力和可靠性。关键词：长输管道，无损检测，漏磁检测，周向励磁，磁路设计沈阳工业大学硕士学位论文MagneticPipelineLeakDetectionTechnologyBasedonCircumferentialExcitationAbstractTheissueisincloseconnectionwithactualscene,solvesthequantitativeandintelligentproblems,throughtheoreticalanalysis,modelingandsimulationtoexperiments,thesissystematicallysummedupthetechnologyoflong-distancepipelinesmagn