【摘要】：鐵磁性管道是在人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚哪茉催\(yùn)輸工具,包括運(yùn)輸石油、天然氣等的油氣管道以及運(yùn)輸日常用水和暖氣的水暖管道,這些鐵磁性管道為人們提供了有效的能源利用。然而由于長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生磨損,及時(shí)檢測(cè)出這些管道磨損并且進(jìn)行維護(hù),對(duì)能源運(yùn)輸方面有著巨大的安全意義。本課題依托脈沖遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù),在低頻激勵(lì)的情況下對(duì)小管徑管道進(jìn)行缺陷檢測(cè),發(fā)現(xiàn)由于檢測(cè)線圈的感應(yīng)電壓峰值和過(guò)零時(shí)間點(diǎn)太接近,降低了檢測(cè)分辨率,使得小徑管道檢測(cè)困難。針對(duì)這一問(wèn)題,在原有的脈沖遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的脈沖雙遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù),這種技術(shù)解決了低頻激勵(lì)下對(duì)小徑管道檢測(cè)困難的問(wèn)題。本課題首先對(duì)脈沖雙遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)進(jìn)行理論分析和數(shù)學(xué)模型推導(dǎo),使用有限元仿真工具M(jìn)axwell進(jìn)行模型搭建以及仿真。通過(guò)對(duì)管道缺陷的初步分析,二維模型實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化;通過(guò)在三維模型中對(duì)管道全周向缺陷和斷裂缺陷的系統(tǒng)分析,實(shí)現(xiàn)了特征量的提取。通過(guò)仿真研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)管道出現(xiàn)缺陷時(shí),由于磁力線傳播路徑的改變,使得模型輸出波形的極高峰值幅值與缺陷出現(xiàn)對(duì)應(yīng)關(guān)系。繼而,發(fā)現(xiàn)了脈沖雙遠(yuǎn)場(chǎng)渦流的磁路逆向問(wèn)題,即當(dāng)缺陷深度或者寬度大于某一值時(shí),其極高峰值變化方向和程度與之前相反,此結(jié)論為之后的研究提供新的思路。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)基于STM32進(jìn)行搭建,其中包括雙遠(yuǎn)場(chǎng)探頭,信號(hào)放大電路,功率放大電路,ARM嵌入式采集系統(tǒng)等。使用該系統(tǒng)對(duì)帶有人工缺陷的鐵磁性管道進(jìn)行檢測(cè),其實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,脈沖雙遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)系統(tǒng)在低頻條件下對(duì)小徑管道的缺陷檢測(cè)有著良好的效果,也驗(yàn)證了磁路逆向的問(wèn)題,為今后的管道渦流檢測(cè)提供一定的參考價(jià)值。圖74幅,表19個(gè),參考文獻(xiàn)60篇。
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U178
【圖文】：

將缺陷深度為 2.5mm 以下的極高峰值進(jìn)行擬合，在全周向?qū)挾认嗤那闆r下，取極高峰值為變量shx ，需要計(jì)算的全周向深度為shy ，將數(shù)據(jù)利用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，可得到 關(guān)于 的函數(shù)表達(dá)式：20.2806 3.0876 5.7047sh sh shy x x （3-5）同樣可以求得缺陷深度大于 2.5mm 時(shí)的函數(shù)表達(dá)式：21.6559 12.194 21.3617d d dy x x （3-6）3.4.3 平板缺陷模型對(duì)比上一小節(jié)中對(duì)管道的全周向外壁缺陷進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)其有一個(gè)獨(dú)特的現(xiàn)象：當(dāng)缺陷的寬度或者深度到達(dá)某一閾值時(shí)，缺陷處的磁路發(fā)生反轉(zhuǎn)，檢測(cè)線圈的感應(yīng)電壓變化方向與之前相反。為了探究這一規(guī)律，本小節(jié)將對(duì)平板模型進(jìn)行電磁檢測(cè)。如圖 3-29 所示，在 ANSYS Maxwell 3D 中將管道模型更改為平板模型，模型中的平板是一塊長(zhǎng) 500mm，寬 60mm，厚度為 5mm 的合金鋼板，其材料與管道材料一致為 steel-1010。表 3-14 是在平板上模擬出深度相同，寬度不同的缺陷，對(duì)應(yīng)于管道全周向缺陷進(jìn)行仿真。

0 10 20 30 40 50 60時(shí)間\ms圖 3-31 不同寬度缺陷感應(yīng)電壓況分析性管道，管道被腐蝕透徹后會(huì)在管壁上產(chǎn)相同。相較于管壁全周向缺陷，管壁斷裂缺動(dòng)的能源在管壁斷裂的情況下會(huì)從管道內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效益。所以檢測(cè)鐵磁性運(yùn)輸管道是否。的斷裂缺陷分為部分?jǐn)嗔押屯耆珨嗔眩糠�，形成部分區(qū)域沒(méi)有管壁的狀態(tài)，管壁部

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本文編號(hào)：2721986