【摘要】：鐵磁性管道是在人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚哪茉催\輸工具,包括運輸石油、天然氣等的油氣管道以及運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。然而由于長時間的使用會對管道產(chǎn)生磨損,及時檢測出這些管道磨損并且進行維護,對能源運輸方面有著巨大的安全意義。本課題依托脈沖遠場渦流檢測技術,在低頻激勵的情況下對小管徑管道進行缺陷檢測,發(fā)現(xiàn)由于檢測線圈的感應電壓峰值和過零時間點太接近,降低了檢測分辨率,使得小徑管道檢測困難。針對這一問題,在原有的脈沖遠場渦流檢測技術的基礎上提出了一種改進的脈沖雙遠場渦流檢測技術,這種技術解決了低頻激勵下對小徑管道檢測困難的問題。本課題首先對脈沖雙遠場渦流檢測進行理論分析和數(shù)學模型推導,使用有限元仿真工具Maxwell進行模型搭建以及仿真。通過對管道缺陷的初步分析,二維模型實現(xiàn)了優(yōu)化;通過在三維模型中對管道全周向缺陷和斷裂缺陷的系統(tǒng)分析,實現(xiàn)了特征量的提取。通過仿真研究發(fā)現(xiàn),當管道出現(xiàn)缺陷時,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)對應關系。繼而,發(fā)現(xiàn)了脈沖雙遠場渦流的磁路逆向問題,即當缺陷深度或者寬度大于某一值時,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。實驗系統(tǒng)基于STM32進行搭建,其中包括雙遠場探頭,信號放大電路,功率放大電路,ARM嵌入式采集系統(tǒng)等。使用該系統(tǒng)對帶有人工缺陷的鐵磁性管道進行檢測,其實驗結(jié)果表明,脈沖雙遠場渦流檢測系統(tǒng)在低頻條件下對小徑管道的缺陷檢測有著良好的效果,也驗證了磁路逆向的問題,為今后的管道渦流檢測提供一定的參考價值。圖74幅,表19個,參考文獻60篇。
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U178
【圖文】：

將缺陷深度為 2.5mm 以下的極高峰值進行擬合，在全周向?qū)挾认嗤那闆r下，取極高峰值為變量shx ，需要計算的全周向深度為shy ，將數(shù)據(jù)利用最小二乘法進行曲線擬合，可得到 關于 的函數(shù)表達式：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 時的函數(shù)表達式：21.6559 12.194 21.3617d d dy x x （3-6）3.4.3 平板缺陷模型對比上一小節(jié)中對管道的全周向外壁缺陷進行分析時，發(fā)現(xiàn)其有一個獨特的現(xiàn)象：當缺陷的寬度或者深度到達某一閾值時，缺陷處的磁路發(fā)生反轉(zhuǎn)，檢測線圈的感應電壓變化方向與之前相反。為了探究這一規(guī)律，本小節(jié)將對平板模型進行電磁檢測。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 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，對應于管道全周向缺陷進行仿真。

0 10 20 30 40 50 60時間\ms圖 3-31 不同寬度缺陷感應電壓況分析性管道，管道被腐蝕透徹后會在管壁上產(chǎn)相同。相較于管壁全周向缺陷，管壁斷裂缺動的能源在管壁斷裂的情況下會從管道內(nèi)的經(jīng)濟效益。所以檢測鐵磁性運輸管道是否。的斷裂缺陷分為部分斷裂和完全斷裂，部分，形成部分區(qū)域沒有管壁的狀態(tài)，管壁部

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本文編號：2721986