管道周向励磁漏磁场计算方法的研究

论文摘要

本文针对输油管道应用传统的漏磁检测技术进行检测时无法检测出轴向导向缺陷的问题,研究了周向励磁漏磁检测技术。针对输油管道周向励磁漏磁缺陷检测的相关难题,紧密结合实际工程检测的需要,通过理论研究、实体建模仿真分析和工程实验,对输油管道周向漏磁检测技术进行了系统地分析和深入地研究。本文研究了周向励磁检测原理,运用磁路计算理论,对周向励磁漏磁检测器的磁化节进行数学建模,推导出周向励磁漏磁检测器的磁路计算方程,设计了磁路计算软件,完成了符合实际工程需要的周向励磁漏磁检测器的磁化节的设计;以漏磁检测的有限元分析方法为基础,运用ANSYS有限元软件对输油管道在周向励磁方式下缺陷处的漏磁场进行建模仿真分析,通过有限元仿真分析周向励磁方式下缺陷处漏磁信号的特征,研究了管道内缺陷的外形特征(轴向长度和周向宽度)、传感器提离值以及永磁体参数对缺陷漏磁信号的影响。通过运用ANSYS仿真分析软件对实验管道缺陷进行仿真分析,验证了周向励磁方式的漏磁检测装置磁化节对缺陷的可检出性。实验采用霍尔传感器作为周向励磁漏磁管道缺陷检测的漏磁信号传感器,通过数据采集卡采集缺陷漏磁信号数据,以Ф426管道作为实验对象,在缺陷管道上进行牵拉实验,实验验证了周向励磁方式下缺陷漏磁检测的可行性。课题提出了周向励磁方式下缺陷漏磁检测装置磁化节的设计,解决了国内进行管道漏磁检测时无法出检测轴向导向缺陷的难题,通过计算机仿真验证了周向励磁方式下管道缺陷漏磁检测的可行性,为周向励磁漏磁内检测装置的研发提供了技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 管道周向励磁漏磁检测技术的研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容及章节安排
• 1.3.1 论文的主要研究内容
• 1.3.2 论文的章节安排
• 第二章 管道周向励磁漏磁检测的理论研究
• 2.1 缺陷漏磁场的形成机理
• 2.2 缺陷漏磁场的磁荷理论模型
• 2.3 缺陷漏磁场的有限元模型
• 2.4 管道周向励磁漏磁检测基本原理
• 2.5 管道周向励磁漏磁检测的特征
• 2.6 本章小结
• 第三章 周向励磁漏磁检测装置的磁路设计
• 3.1 磁路设计方法
• 3.2 磁化器结构
• 3.3 等效磁路模型
• 3.4 磁路计算方程
• 3.5 磁路计算程序设计
• 3.6 Ф426 管道检测磁化器的设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 周向励磁管道缺陷漏磁检测的ANSYS 仿真分析
• 4.1 ANSYS 仿真原理及软件的特点和仿真步骤
• 4.1.1 ANSYS 仿真原理
• 4.1.2 NSYS 软件的特点和仿真步骤
• 4.2 ANSYS 仿真软件的应用
• 4.3 管道周向励磁漏磁场的ANSYS 仿真
• 4.4 管道缺陷对周向励磁漏磁场的影响
• 4.4.1 缺陷轴向长度对缺陷漏磁场的影响
• 4.4.2 缺陷周向宽度对缺陷漏磁场的影响
• 4.4.3 传感器提离值对缺陷漏磁场的影响
• 4.4.4 缺陷据磁极距离对缺陷漏磁场的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录A 缺陷漏磁场ANSYS 仿真APDL 程序
• 在学研究成果
• 致谢