國(guó)際石油、天然氣的運(yùn)輸方式主要是利用管道運(yùn)輸,管道運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵問(wèn)題在于管道的安全維護(hù)。管道應(yīng)力內(nèi)檢測(cè)技術(shù)是世界管道內(nèi)檢測(cè)領(lǐng)域的前沿課題,弱磁法在應(yīng)力內(nèi)檢測(cè)技術(shù)研究中有巨大發(fā)展空間。管道在交變載荷長(zhǎng)期作用下,即便管道的最大工作強(qiáng)度低于它自身的強(qiáng)度極限,甚至低于屈服極限,也常會(huì)在沒(méi)有顯著塑性變形的狀態(tài)下爆發(fā)泄露、管道爆裂等惡性事故,當(dāng)載荷持續(xù)加強(qiáng)時(shí),會(huì)在管道局部發(fā)生塑性變形,這將會(huì)對(duì)管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成嚴(yán)峻的威脅。為了防止惡性事故的爆發(fā),需要對(duì)管道進(jìn)行預(yù)判性檢測(cè),以便進(jìn)行合理維修。常規(guī)無(wú)損檢測(cè)方法主要有超聲檢測(cè)、射線檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和渦流檢測(cè)等,在管道缺陷檢測(cè)、事故預(yù)防等方面發(fā)揮了重要作用。然而,這些方法在管道應(yīng)力內(nèi)檢測(cè)范圍的應(yīng)用具有一定局限性,例如,超聲檢測(cè)方法易受到環(huán)境影響,檢測(cè)時(shí)需要介質(zhì);X射線照相法對(duì)管壁較厚的管道檢測(cè)度低,評(píng)定時(shí)間較長(zhǎng),檢測(cè)效率不高,設(shè)備不能動(dòng)態(tài)在線地檢測(cè)管道。近年來(lái)常用管道弱磁應(yīng)力內(nèi)檢測(cè)技術(shù),該方法具有檢測(cè)速度快、設(shè)備輕巧、操作簡(jiǎn)單、可靠性好且無(wú)需專門(mén)的磁化設(shè)備,可以進(jìn)行非接觸在線檢測(cè)等特點(diǎn),在管道應(yīng)力內(nèi)檢測(cè)范圍具有廣闊的發(fā)展前景。但現(xiàn)有的理論模型均是針對(duì)單... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

應(yīng)力磁化曲線

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文24模型更好，整體變化更加平穩(wěn)。圖3.2應(yīng)力磁化曲線Fig.3.2Stressmagnetizationcurve由式（3.30）、（3.31）可以計(jì)算得到地磁場(chǎng)下單向應(yīng)力狀態(tài)模型與復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)模型中相對(duì)磁導(dǎo)率隨應(yīng)力變化的關(guān)系，如圖3.3所示。從圖中可以看出，單向應(yīng)力模型與復(fù)雜應(yīng)力模型的擬合曲線均近似為線性變化，而復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)模型的變化率明顯降低。圖3.3應(yīng)力磁導(dǎo)率曲線Fig.3.3Stresspermeabilitycurve改變外界磁場(chǎng)強(qiáng)度H（H=50μT,100μT,150μT）大小，可以得到非磁飽和條件下不同外磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)力磁化曲線的影響，如圖3.4所示。從圖中可以看出：外界磁場(chǎng)一定時(shí)，磁信號(hào)隨應(yīng)力的增大而增強(qiáng)；非磁飽和狀態(tài)下，隨外界磁場(chǎng)的增加，模型的磁信號(hào)增強(qiáng)且曲線變化率增大。

第3章復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的磁力學(xué)關(guān)系研究25圖3.4不同外磁場(chǎng)下的應(yīng)力磁化曲線Fig.3.4Stressmagnetizationcurvesunderdifferentexternalmagneticfields3.3磁力學(xué)關(guān)系的有限元計(jì)算與分析利用ANSYS14.5有限元分析軟件計(jì)算分析鋼板和管道在載荷作用過(guò)程中的磁力學(xué)關(guān)系。3.3.1單向應(yīng)力有限元計(jì)算與分析鋼板在拉伸過(guò)程中所受的應(yīng)力為沿拉伸方向的單向應(yīng)力，根據(jù)大口徑、高壓力輸氣管道X70鋼材，建立鋼板單向應(yīng)力仿真模型。模型包括空氣層和鋼板，鋼板位于空氣層中心區(qū)域，尺寸為500mm×50mm×18.4mm，鋼板中心表面存在尺寸為30mm×1mm×3mm的裂紋，在鋼板兩側(cè)施加160MPa-220MPa的拉力，模型示意圖如圖3.5a所示，設(shè)置材料屬性泊松比為0.3，彈性模量為2.07×105MPa，磁導(dǎo)率根據(jù)圖3.3中的單向應(yīng)力狀態(tài)模型進(jìn)行設(shè)置，以鋼板表面中心為原點(diǎn)建立三維笛卡爾直角坐標(biāo)系。在整個(gè)模型空間中沿X軸方向加載50μT的背景磁場(chǎng)以模擬地磁場(chǎng)環(huán)境，進(jìn)行磁力學(xué)分析，如圖3.5b所示。圖3.5模型三維圖Fig.3.53Dmodel50mm18.4mm拉力方向500mmoYZXYZXa模型示意圖b背景磁場(chǎng)

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3217058