本文關(guān)鍵詞：基于磁記憶的金屬管道損傷檢測(cè)及評(píng)估方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2015年

基于磁記憶的金屬管道損傷檢測(cè)及評(píng)估方法研究

焦江娜  

【摘要】：鐵磁性管道是我國能源運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?但管道的腐蝕、穿孔、斷裂等情況時(shí)有發(fā)生,造成極大的安全問題。定期對(duì)管道進(jìn)行安全評(píng)估,是預(yù)防突發(fā)性事故的主要手段。然而,傳統(tǒng)的超聲波和漏磁檢測(cè)等技術(shù)或者對(duì)構(gòu)件表面粗糙要求較高,或者需要額外的充磁設(shè)備,無法滿足新形勢(shì)的新需求。因此,金屬磁記憶無損檢測(cè)技術(shù)憑借其簡(jiǎn)易性、非接觸性和預(yù)知性而得以推廣應(yīng)用。本論文基于磁記憶檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了以下幾方面研究:首先,分析鐵磁性材料在彈塑性形變和斷裂狀態(tài)下的磁特性。彈性階段引入Jiles-Atherton(J-A)模型,反映有磁致伸縮性質(zhì)變化的有效場(chǎng)隨應(yīng)力的變化規(guī)律;在塑性階段利用基于位錯(cuò)理論的修正的J-A模型,考慮引起磁化變化的四個(gè)因素:位錯(cuò)增值、磁塑性能、殘余應(yīng)力能和退磁能,建立塑性變形有效場(chǎng)模型,推導(dǎo)出釘扎系數(shù)和磁疇耦合系數(shù)對(duì)塑性應(yīng)變的影響;在斷裂階段,材料發(fā)生有正負(fù)峰值的磁化突變現(xiàn)象,借助三維磁偶極子模型模擬磁化突變現(xiàn)象。其次,以Q235鐵磁性管道為研究對(duì)象,建立三維實(shí)體模型并用有限元方法分析其磁化特征,研究彈性階段、塑性階段和斷裂階段的磁信號(hào)變化規(guī)律,得到斷裂階段的磁化突變遠(yuǎn)大于彈塑性階段的結(jié)論;基于不同變形階段磁信號(hào)特征,進(jìn)一步研究斷裂階段時(shí),缺陷形狀、缺陷直徑、提離高度和缺陷方位等因素對(duì)磁信號(hào)的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)缺陷形狀和直徑主要通過漏磁面積的改變影響磁信號(hào)大小,隨著漏磁面積的增大,突變信號(hào)增強(qiáng),而提離高度和缺陷方位則主要受輻射距離和角度的影響,遠(yuǎn)離輻射源,磁信號(hào)變?nèi)?并探索相應(yīng)的磁信號(hào)評(píng)估參數(shù),建立缺陷特征和磁信號(hào)特征的定量關(guān)系。再次,研制磁記憶檢測(cè)設(shè)備探頭模塊,主機(jī)模塊和屏蔽裝置模塊。對(duì)地面石油管道進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn),提出采用改進(jìn)的小波自適應(yīng)閾值降噪法對(duì)磁信號(hào)進(jìn)行降噪處理,再通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本模型,并建立matlab圖形用戶界面,最終得到金屬磁記憶定量化評(píng)估系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)管道缺陷個(gè)數(shù)、缺陷埋深、缺陷類型等的智能評(píng)估功能。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG115.28
【目錄】：

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