長輸油氣管道結構布置不合理或管道材質(zhì)存在缺陷時,長輸油氣管道在使用過程中由于內(nèi)壓作用會產(chǎn)生局部性的應力集中現(xiàn)象,而在管道內(nèi)壓長期作用下應力集中區(qū)處會產(chǎn)生應力裂紋,裂紋在波動壓力下會快速擴展,最后對管道運輸安全造成嚴重的影響。因此,在管道產(chǎn)生宏觀缺陷之前,對其進行應力疲勞損傷或微小裂紋檢測來降低事故率顯得至關重要。通過管道內(nèi)檢測儀器對管道存在的的變形、腐蝕、缺陷等進行檢測分析,為管道進行安全評估提供科學依據(jù),是國際管道行業(yè)公認的最安全有效的內(nèi)檢測方法。常規(guī)的無損檢測方法如漏磁、磁粉、渦流、滲透、超聲、射線等,在管道的缺陷監(jiān)/檢測、事故預防等方面發(fā)揮了重要的作用;但是,由于管道內(nèi)檢測技術具有非接觸、高速檢測（管道內(nèi)檢測器的運行速度為1-5m/s）、動態(tài)連續(xù)等技術要求,目前,管道漏磁內(nèi)檢測技術在內(nèi)檢測中是應用最廣泛、最成熟的技術,國際上90%以上的管道內(nèi)檢測儀器采用的是漏磁檢測技術。然而,從近年來管道事故的分析來看,管道漏磁內(nèi)檢測技術對微小裂紋的安全評價存在局限性,主要原因是微裂紋的尺寸較小,漏磁信號微弱,很容易被強大的激勵磁場覆蓋,難以識別。本課題采用弱磁法對管道裂紋進行檢測。弱磁法檢測裂... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

應力與磁化強度對應曲線

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文18(b)圖2.4非均勻裂紋處模型弱磁信號特征：(a)軸向分量和(b)徑向分量Figure2.4Thecharacteristicsofweakmagneticsignalinmodelofnon-uniformcrack：(a)axialcomponentand(b)radialcomponent.由圖2.4可知，當管道存在裂紋時，由裂紋處存在應力集中，裂紋內(nèi)的磁荷分布不均勻情況下，裂紋處的弱磁信號特征為裂紋處弱磁軸向分量尖端處出現(xiàn)極大值，在裂紋中部出現(xiàn)極小值。徑向分量裂紋尖端出現(xiàn)極大值和極小值。即裂紋處弱磁信號特征較為明確，通過對該特征的識別可有效分辨出管道裂紋的存在。2.3本章小結本章首先對弱磁檢測技術中涉及到的一些基本概念進行了簡要的解釋，然后通過能量體系理論說明了應力與磁感應強度之間的關系；并根據(jù)J-A理論建立了鐵磁材料力磁耦合關系模型，并由管道裂紋處應力分布規(guī)律，進而研究了管道裂紋處力磁耦合關系模型；并在油氣管道裂紋處的應力分布規(guī)律基礎上，建立了管道裂紋非均勻磁荷數(shù)值模型，并通過數(shù)值求解分析了非均勻的管道裂紋弱磁信號的特征。

第3章裂紋弱磁檢測仿真分析21圖3.2管道裂紋應力云圖Fig.3.2Pipelinecrackstressclouddiagram3.1.2管道裂紋靜磁學模型本文在管道裂紋內(nèi)壓下應力模型的基礎上，建立磁學仿真模型。磁學模型以管道裂紋處為研究區(qū)域。由于裂紋處的研究區(qū)域存在不同程度的應力集中，且不同管道內(nèi)壓下研究區(qū)域應力值不同，故通過公式(2.33)計算求取相應應力下的磁參數(shù)，并對裂紋區(qū)域不同位置設置不同的磁參數(shù)率，以準確模擬裂紋處復雜的力磁關系。因此，磁學模型各尺寸與圖3.2的實體模型保持一致，并添加空氣層，且為了模擬地磁場存在，在空氣場上施加40A/m均勻磁化場以模擬地磁場，而施加的均勻磁場如圖3.3所示，圖3.3磁平衡空間磁場矢量圖Fig.3.3Vectorillustrationofmagneticfieldinmagneticbalancedspace而地磁場環(huán)境下，管道裂紋處由于應力集中程度不同形成不同強度的磁化強度，進而仿真計算裂紋處整體弱磁信號特征，并以之反推裂紋尺寸與裂紋處弱磁信號特征的對應關系。通過ANSYS磁學仿真計算后，在均勻磁場作用下（即地磁場作用下），應力(MPa)46139233326419

【參考文獻】：
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