國際石油、天然氣的運輸方式主要是利用管道運輸,管道運營的關鍵問題在于管道的安全維護。管道應力內(nèi)檢測技術(shù)是世界管道內(nèi)檢測領域的前沿課題,弱磁法在應力內(nèi)檢測技術(shù)研究中有巨大發(fā)展空間。管道在交變載荷長期作用下,即便管道的最大工作強度低于它自身的強度極限,甚至低于屈服極限,也常會在沒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,當載荷持續(xù)加強時,會在管道局部發(fā)生塑性變形,這將會對管道的正常運轉(zhuǎn)造成嚴峻的威脅。為了防止惡性事故的爆發(fā),需要對管道進行預判性檢測,以便進行合理維修。常規(guī)無損檢測方法主要有超聲檢測、射線檢測、磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測等,在管道缺陷檢測、事故預防等方面發(fā)揮了重要作用。然而,這些方法在管道應力內(nèi)檢測范圍的應用具有一定局限性,例如,超聲檢測方法易受到環(huán)境影響,檢測時需要介質(zhì);X射線照相法對管壁較厚的管道檢測度低,評定時間較長,檢測效率不高,設備不能動態(tài)在線地檢測管道。近年來常用管道弱磁應力內(nèi)檢測技術(shù),該方法具有檢測速度快、設備輕巧、操作簡單、可靠性好且無需專門的磁化設備,可以進行非接觸在線檢測等特點,在管道應力內(nèi)檢測范圍具有廣闊的發(fā)展前景。但現(xiàn)有的理論模型均是針對單... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

應力磁化曲線

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文24模型更好，整體變化更加平穩(wěn)。圖3.2應力磁化曲線Fig.3.2Stressmagnetizationcurve由式（3.30）、（3.31）可以計算得到地磁場下單向應力狀態(tài)模型與復雜應力狀態(tài)模型中相對磁導率隨應力變化的關系，如圖3.3所示。從圖中可以看出，單向應力模型與復雜應力模型的擬合曲線均近似為線性變化，而復雜應力狀態(tài)模型的變化率明顯降低。圖3.3應力磁導率曲線Fig.3.3Stresspermeabilitycurve改變外界磁場強度H（H=50μT,100μT,150μT）大小，可以得到非磁飽和條件下不同外磁場對應力磁化曲線的影響，如圖3.4所示。從圖中可以看出：外界磁場一定時，磁信號隨應力的增大而增強；非磁飽和狀態(tài)下，隨外界磁場的增加，模型的磁信號增強且曲線變化率增大。

第3章復雜應力狀態(tài)下的磁力學關系研究25圖3.4不同外磁場下的應力磁化曲線Fig.3.4Stressmagnetizationcurvesunderdifferentexternalmagneticfields3.3磁力學關系的有限元計算與分析利用ANSYS14.5有限元分析軟件計算分析鋼板和管道在載荷作用過程中的磁力學關系。3.3.1單向應力有限元計算與分析鋼板在拉伸過程中所受的應力為沿拉伸方向的單向應力，根據(jù)大口徑、高壓力輸氣管道X70鋼材，建立鋼板單向應力仿真模型。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，設置材料屬性泊松比為0.3，彈性模量為2.07×105MPa，磁導率根據(jù)圖3.3中的單向應力狀態(tài)模型進行設置，以鋼板表面中心為原點建立三維笛卡爾直角坐標系。在整個模型空間中沿X軸方向加載50μT的背景磁場以模擬地磁場環(huán)境，進行磁力學分析，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

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]全球化油氣競爭與中國的戰(zhàn)略選擇[D]. 蘇文.中國地質(zhì)大學（北京） 2012

碩士論文
[1]埋地天然氣管道液化環(huán)境下上浮反應研究[D]. 王蘊玉.西南石油大學 2016
[2]鐵磁構(gòu)件應力磁化及反轉(zhuǎn)效應的數(shù)值模擬與試驗研究[D]. 習小文.南昌航空大學 2015



本文編號：3217058