学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

漏磁管道内检测器的速度效应研究与应用

作　者: 袁希平
导　师: 杨理践
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 漏磁检测有限元仿真速度效应涡流数学模型
分类号: TE973.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 72次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在当今世界上，石油、天然气已经成为最重要的能源。我国作为能源大国，石油、天然气安全、高效的运输便有着十分重要的意义。随着管道服役年限的增加，必然会产生因管道腐蚀、受力变形等不同因素造成的损伤。因此，对管道进行高速无损检测就显得至关重要。在检测输气管道时，由于两泵站之间压强较大，且受到气体膨胀、管道结构变化等因素的影响，管道漏磁内检测器的运行状态特别不稳定，极易发生变化。特别是当速度过快时，被测管道的磁化水平降低，漏磁信号幅值降低，难以实现缺陷的漏磁检测。本文针对管道漏磁内检测器的速度效应进行了深入的研究。在理论上，深入研究了漏磁管道内检测器的检测原理、铁磁性材料技术磁化原理、速度效应原理。同时，本文以贝克尔涡流模型为基础，根据漏磁内检测原理，建立数学模型。对高速时的漏磁检测过程进行相关的计算分析。利用铁磁学相关理论，求解检测装置与管壁发生相对运动时感生的涡流对原始励磁信号造成的影响。从麦克斯韦方程组出发，引出速度效应的微分形式。根据漏磁管道内检测器的具体参数，在ANSYS有限元仿真软件中建立轴对称的二维仿真模型，分析速度效应对管道漏磁检测带来的影响。在仿真过程中，模拟不同缺陷长度、缺陷深度、不同管壁厚度等情况，分析速度效应带来的不同影响。通过理论计算及仿真分析表明，当检测装置运行速度越快时，其径向漏磁信号幅值越小；管壁厚度越厚、缺陷长度越长、缺陷深度越浅时，速度效应带来的影响越为明显。当速度高于6m/s时，速度效应带来的影响使得管壁磁化水平远未达到磁饱和状态，无法进行漏磁检测。通过提高励磁强度，可以在一定程度上降低速度效应带来的影响。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-20
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 国内研究现状  12-14
    1.2.2 国外研究现状  14-16
  1.3 无损检测技术  16-18
    1.3.1 无损检测技术分类  16-17
    1.3.2 常规无损检测技术概述  17-18
  1.4 课题研究的主要内容与章节安排  18-20
    1.4.1 课题研究的主要内容  18
    1.4.2 章节安排  18-20
第二章管道漏磁内检测及速度效应基础理论  20-34
  2.1 漏磁检测技术理论  20-24
    2.1.1 漏磁检测技术概述  20
    2.1.2 漏磁检测原理  20-24
  2.2 管道漏磁内检测器原理  24-27
    2.2.1 检测器的工作原理  24
    2.2.2 检测器的基本结构  24-26
    2.2.3 检测器的工作流程  26-27
  2.3 管道漏磁内检测的漏磁场分析方法  27-29
    2.3.1 解析分析方法  27-28
    2.3.2 数值分析方法  28-29
  2.4 速度效应基本原理  29-33
    2.4.1 技术磁化相关理论  29-32
    2.4.2 涡流带来的影响  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章速度效应的数学模型分析  34-40
  3.1 贝克尔微观涡流模型  34-35
  3.2 建立数学模型  35-38
  3.3 计算涡流带来的影响  38-39
  3.4 本章小结  39-40
第四章漏磁检测的速度效应有限元仿真分析  40-62
  4.1 有限元分析原理  40-42
  4.2 ANSYS 有限元分析软件  42-44
    4.2.1 ANSYS 有限元分析的基本步骤  42-43
    4.2.2 ANSYS 有限元仿真软件的功能模块  43-44
  4.3 漏磁内检测的速度效应有限元仿真  44-56
    4.3.1 选择单元属性  44-45
    4.3.2 建立仿真模型  45-47
    4.3.3 赋予单元属性并划分网格  47-50
    4.3.4 施加载荷并求解  50-51
    4.3.5 通过后处理模块查看结果  51-54
    4.3.6 查看径向及轴向的漏磁信号  54-56
  4.4 速度带来的影响  56-61
    4.4.1 不同深度缺陷的速度效应影响  57-58
    4.4.2 不同长度缺陷的速度效应影响  58-59
    4.4.3 不同厚度管壁的速度效应影响  59-61
  4.5 本章小结  61-62
第五章结论  62-63
参考文献  63-65
附录 ANSYS 有限元仿真 APDL 语言命令流  65-71
在学研究成果  71-72
致谢  72

漏磁管道内检测器的速度效应研究与应用

内容摘要

全文目录

相似论文