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长输管道周向励磁漏磁内检测技术的研究
作 者: 裴锐
导 师: 高松巍
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 测试计量技术及仪器
关键词: 长输管道 无损检测 漏磁检测 周向励磁 磁路设计
分类号: TE973.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 131次
引 用: 3次
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内容摘要
本课题针对长输管道周向励磁缺陷漏磁检测定量化、智能化的难题,紧密结合工程的需要,通过理论分析、建模仿真和实物实验,系统总结了周向励磁长输管道漏磁内检测技术。在长输管道漏磁检测理论、管道缺陷特征与漏磁信号的关系、漏磁检测的影响因素、管道缺陷检测系统的磁路设计以及工程应用方面进行了深入的研究。本文以有限元分析理论为基础,通过对周向励磁下长输管道缺陷漏磁场的ANSYS模拟仿真,研究了管道缺陷特征、周向励磁磁化节的几何和材料参数、传感器提离高度及管道壁厚对漏磁信号的影响,并提出应用蝶形图的分析方法实现了长输管道四种典型缺陷的分辨;应用两个磁路基本方程以及柯西克夫方程,提出了磁路计算的一般设计原理,对周向励磁检测装置的磁化节进行数学建模,推导出周向励磁漏磁内检测装置磁路的计算公式,进而实现漏磁检测装置的磁路设计。采用MATLAB的GUI编写出磁路设计的通用软件,方便了用户实现人机交互,缩短了设备的研发周期;并且针对周向励磁检测装置磁路较复杂的特点,进行了被测管道的饱和度分析,提出了将可检出性和稳定性作为磁路设计的设计要求,并通过ANSYS软件对φ325管道进行仿真来验证设计软件的可行性;实验采用霍尔元件作为缺陷漏磁检测的传感器,通过UA301数据采集卡进行数据采集,在带有缺陷的管道上实际检测,实验验证了周向励磁检测内凹缺陷所得漏磁信号曲线的正确性。课题实现了周向励磁管道内检测技术的磁化节设计,解决了国内管道漏磁检测无法检测轴向分布缺陷的难题,用仿真和实验验证了课题周向励磁设计方案的可行性,提高了长输管道漏磁检测的能力和可靠性。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第一章 绪论 10-14 1.1 课题来源及其意义 10-11 1.1.1 课题来源 10 1.1.2 课题研究意义 10-11 1.2 管道周向励磁漏磁检测技术的研究现状 11-12 1.3 论文的主要工作及章节安排 12-14 1.3.1 论文的主要工作 12-13 1.3.2 论文的章节安排 13-14 第二章 管道缺陷漏磁场的ANSYS 仿真分析 14-33 2.1 ANSYS 仿真原理及软件应用 14-22 2.1.1 ANSYS 仿真原理 14-15 2.1.2 ANSYS 仿真软件的应用 15-22 2.2 周向励磁管道漏磁场仿真 22-28 2.3 腐蚀缺陷外型对缺陷漏磁场的影响 28-30 2.3.1 缺陷周向长度对缺陷漏磁场的影响 28-29 2.3.2 缺陷深度对缺陷漏磁场的影响 29 2.3.3 缺陷所处位置对缺陷漏磁场的影响 29-30 2.4 提离值对缺陷漏磁场的影响 30-31 2.5 管道壁厚对缺陷漏磁场的影响 31-32 2.6 本章小结 32-33 第三章 管道磁路的优化设计 33-46 3.1 磁路设计方法 33-35 3.2 磁路设计步骤 35-43 3.2.1 磁路结构 35-36 3.2.2 等效磁路模型 36-39 3.2.3 磁路计算方程 39-40 3.2.4 磁路计算软件设计 40-43 3.3 ф325 管道检测装置的磁路设计 43-45 3.4 本章小结 45-46 第四章 管道周向励磁的饱和度分析 46-52 4.1 检测装置的可行性分析 46-47 4.2 管道饱和度的对比分析 47-51 4.3 本章小结 51-52 第五章 管道缺陷的蝶形图分析 52-59 5.1 蝶形图的分析原理 52-53 5.2 周向励磁的四种特征缺陷分析 53-58 5.3 本章小结 58-59 第六章 周向励磁检测实验设计及结果分析 59-63 6.1 周向励磁装置的实验平台 59-60 6.2 检测实验与结果分析 60-62 6.3 本章小结 62-63 第七章 结论 63-64 参考文献 64-66 附录A 周向励磁2D环形方案APDL程序 66-76 在学研究成果 76-77 致谢 77
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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油机械设备与自动化 > 油气储运机械设备 > 油气管道 > 管道检测
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