【摘要】：隨著無損檢測技術(shù)的發(fā)展,漏磁檢測技術(shù)應(yīng)用到了越來越多的領(lǐng)域。本文依據(jù)漏磁檢測原理,將原木應(yīng)用于電機技術(shù)的復(fù)合勵磁方法引入漏磁檢測領(lǐng)域,采用電磁勵磁與永磁勵磁相結(jié)合的磁化結(jié)構(gòu),通過調(diào)節(jié)電流,控制勵磁磁場的強弱,以使復(fù)合勵磁漏磁檢測儀可以根據(jù)不同厚度儲罐底板調(diào)節(jié)勵磁場強度,相比永磁漏磁檢測儀器減輕了檢測人員勞動強度。木文分析了復(fù)合勵磁漏磁檢測的原理,提出了復(fù)合勵磁漏磁檢測的方法。建立了串聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)模型、單路并聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)模型和多路并聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)模型,以及更換導(dǎo)磁材料后的復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)模型等共五種模型,并對五種模型分別進行模擬仿真,得出五種復(fù)合勵磁模型下的漏磁場空間分布特性。采用控制變量法,應(yīng)用ANSYS有限元軟件對五種模型分別在不同缺陷形狀、缺陷深度、缺陷寬度、試板厚度、安匝數(shù)情況下的進行對比分析。根據(jù)仿真計算結(jié)果,得到了相應(yīng)的缺陷漏磁場特征。在五種模型漏磁場磁通量密度水平分量Bx中,由硅鋼材質(zhì)組成銜鐵的單路并聯(lián)結(jié)構(gòu)模型產(chǎn)生的磁通量密度水平分量Bx最強,其次是串聯(lián)復(fù)合勵結(jié)構(gòu)磁模型,再次是由硅鋼銜鐵組成的多路并聯(lián)結(jié)構(gòu)模型,單路并聯(lián)勵磁結(jié)構(gòu)模型與多路并聯(lián)勵磁結(jié)構(gòu)模型產(chǎn)生的磁通量密度水平分量Bx是最小的,且兩者峰值幾乎一樣。研制了復(fù)合勵磁漏磁檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有四種勵磁結(jié)構(gòu),分別是串聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)、多路并聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)、硅鋼銜鐵單路并聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)和硅鋼銜鐵多路并聯(lián)復(fù)合勵磁結(jié)構(gòu)。在實驗室條件下應(yīng)用所研制的復(fù)合勵磁漏磁檢測儀進行了大量的實驗,實驗結(jié)果表明復(fù)合勵磁法通過電流的增減,可以實現(xiàn)勵磁場強弱的控制。在同樣條件下,其勵磁效果要比單一勵磁方式所產(chǎn)生的磁化強度要強。根據(jù)仿真計算結(jié)果和實驗結(jié)果優(yōu)選出了硅鋼單路并聯(lián)結(jié)構(gòu)作為復(fù)合勵磁的磁化結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)15mm板厚20%璧減缺陷的檢出。將復(fù)合勵磁漏磁檢測儀的實驗數(shù)據(jù)與皮爾遜積矩相關(guān)系數(shù)相結(jié)合,建立了復(fù)合勵磁漏磁檢測缺陷預(yù)測模型,實現(xiàn)了圓柱型缺陷深度參數(shù)的預(yù)測分析,預(yù)測分析結(jié)果與實際缺陷的誤差小于3%,理論數(shù)值與實驗數(shù)值的相關(guān)度大于0.92。
[Abstract]:With the development of nondestructive testing technology, magnetic flux leakage testing technology has been applied to more and more fields. According to the principle of magnetic flux leakage detection, the composite excitation method of log technology is introduced into the field of magnetic leakage detection. The magnetization structure of electromagnetic excitation and permanent magnet excitation is adopted to control the intensity of excitation magnetic field by adjusting the current, so that the compound excitation magnetic leakage detector can adjust the excitation magnetic field intensity according to the bottom plate of storage tank with different thickness, and the labor intensity of the tester is reduced compared with the permanent magnet magnetic flux leakage detection instrument. In this paper, the principle of compound excitation leakage detection is analyzed, and the method of compound excitation leakage detection is put forward. Five kinds of models, such as series compound excitation structure model, single parallel compound excitation structure model and multi-channel parallel compound excitation structure model, as well as the composite excitation structure model after replacing magnetic conductive materials, are established. The five models are simulated respectively, and the spatial distribution characteristics of leakage magnetic field under five kinds of compound excitation models are obtained. The control variable method and ANSYS finite element software are used to compare and analyze the five models under different defect shape, defect depth, defect width, test plate thickness and ampere turn number. According to the simulation results, the corresponding magnetic leakage field characteristics of defects are obtained. Among the five models of magnetic flux density horizontal component Bx, the horizontal magnetic flux density Bx produced by the single channel parallel structure model composed of silicon steel is the strongest, followed by the series composite excitation structure magnetic model, the third is the multi-channel parallel structure model composed of silicon steel armature, and the magnetic flux density horizontal component Bx produced by the single parallel excitation structure model and the multi-channel parallel excitation structure model is the smallest. And the peaks are almost the same. A compound excitation magnetic flux leakage detection system is developed. The system has four kinds of excitation structures, which are series composite excitation structure, multi-channel parallel compound excitation structure, silicon steel armature single parallel compound excitation structure and silicon steel armature multi-channel parallel compound excitation structure. A large number of experiments have been carried out by using the composite excitation leakage detector under laboratory conditions. the experimental results show that the compound excitation method can control the intensity of the excitation field by increasing or decreasing the current. Under the same conditions, the excitation effect is stronger than that produced by a single excitation mode. According to the simulation results and experimental results, the single parallel structure of silicon steel is selected as the magnetization structure of composite excitation. This structure can detect 20% defect of 15mm plate thickness. Combining the experimental data of compound excitation magnetic leakage detector with Pearson product moment correlation coefficient, a prediction model for defect detection of composite excitation magnetic flux leakage detection is established, and the prediction and analysis of cylindrical defect depth parameters are realized. the error between the prediction analysis results and the actual defects is less than 3%, and the correlation between the theoretical value and the experimental value is more than 0.92.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.284

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本文編號：2504273