基于漏磁原理的管道缺陷检测与识别方法研究
发布时间：2021-10-19 11:34
石油和天然气管道作为一种高效的运输方式,已经发展成为我国现代工业和国民经济的重中之重,被称为“能源血脉”。目前我国部分长输管道已逐步进入老化阶段,因管道的材质产生腐蚀和一些外力因素而造成的损伤,使得管道的运行存在很大安全隐患,对人民的生活财产造成了巨大的威胁,在漏磁检测装置中,传统永磁励磁存在磁化强度改变困难,且当中断励磁后管道仍存在剩磁、难以进行重复性试验等问题,因此寻求一种替代永磁的方法、在此环境下,针对管壁材料下不同缺陷的漏磁信号分布规律进行分析,识别缺陷的前提是对缺陷的大小与漏磁信号的特征之间关系进行定量化的判定,通过仿真替代部分重复性试验对漏磁信号进行研究,这对实际工程的管道检测具有一定意义。针对传统永磁检测的励磁装置涉及的问题,基于电磁场原理及麦克斯韦方程组对电磁励磁磁路和永磁励磁磁路模型进行数学建模,得到电磁励磁的线圈参数对励磁效果的影响;对永磁励磁和电磁励磁的磁化效果的差异性进行对比,探究有限元法对电磁场的计算过程及在Comsol软件中的联系。建立一种以直流线圈为励磁源的仿真模型,优化模型参数,为利于重复性试验,在Comsol中利用和管壁相同参数的钢板模拟实际管壁,对不...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管道爆炸事故Fig.1.1Atthesceneofthepipeline
第2章管道漏磁检测理论研究11如图所示，两种磁导率不同的介质被分界面分割，介质1和介质2中的磁感应强度法向分量分别为B1n和B2n；介质1和介质2周向分量的磁场强度分量分别为H1t和H2t，磁感应与法线的夹角为θ1、θ2，介质1、介质2的磁导率为μ1、μ2，根据在两种磁介质的边界条件可得：2nn1BB（2.4）ttHH21（2.5）介质两侧的磁导率比等于界面两侧的磁感应线与法线之间角度的正切比即：2121tantan（2.6）磁感应线从介质1入射，在分界面处折射后从介质2处射出，当μ1的大小远大于μ2时，θ2无限趋近于0，θ1趋近于90度，此时，介质1内部的磁感应线变得非常密集并且平行于分界面，构成介质1材料的磁导率越大，则θ1越趋近于90度。2.1.4漏磁场形成机理漏磁场是励磁源产生，磁感应线由于折射泄漏在空气中而形成的磁场能量。若没有缺陷，磁体的磁感应线在材料内部闭合传播不对外显磁性，当磁感线折射到空气中就会形成漏磁常漏磁现象可以用带有缺陷的试件内部磁通量发生变化来解释。一个带有方形缺陷的钢板如图2.3所示，图a是带有缺陷的钢板，图b是钢板缺陷处的截面示意图。设钢板横截面的表面积是A，缺陷的截面积是a，因此带有缺陷的钢板的截面积是A2=A-a。图2.3试件截面积Fig.2.3Samplecross-sectionalareaa带缺陷的钢板b钢板截面图Aaa假设钢板被放置于磁场强度稳定均匀的磁场中，若钢板无缺陷时，其横截面处的磁通量大小为：AB1（2.7）根据安培磁定律可知，钢板的磁通量总和恒定为0，若有缺陷，钢板截面处的磁感A
第2章管道漏磁检测理论研究11如图所示，两种磁导率不同的介质被分界面分割，介质1和介质2中的磁感应强度法向分量分别为B1n和B2n；介质1和介质2周向分量的磁场强度分量分别为H1t和H2t，磁感应与法线的夹角为θ1、θ2，介质1、介质2的磁导率为μ1、μ2，根据在两种磁介质的边界条件可得：2nn1BB（2.4）ttHH21（2.5）介质两侧的磁导率比等于界面两侧的磁感应线与法线之间角度的正切比即：2121tantan（2.6）磁感应线从介质1入射，在分界面处折射后从介质2处射出，当μ1的大小远大于μ2时，θ2无限趋近于0，θ1趋近于90度，此时，介质1内部的磁感应线变得非常密集并且平行于分界面，构成介质1材料的磁导率越大，则θ1越趋近于90度。2.1.4漏磁场形成机理漏磁场是励磁源产生，磁感应线由于折射泄漏在空气中而形成的磁场能量。若没有缺陷，磁体的磁感应线在材料内部闭合传播不对外显磁性，当磁感线折射到空气中就会形成漏磁常漏磁现象可以用带有缺陷的试件内部磁通量发生变化来解释。一个带有方形缺陷的钢板如图2.3所示，图a是带有缺陷的钢板，图b是钢板缺陷处的截面示意图。设钢板横截面的表面积是A，缺陷的截面积是a，因此带有缺陷的钢板的截面积是A2=A-a。图2.3试件截面积Fig.2.3Samplecross-sectionalareaa带缺陷的钢板b钢板截面图Aaa假设钢板被放置于磁场强度稳定均匀的磁场中，若钢板无缺陷时，其横截面处的磁通量大小为：AB1（2.7）根据安培磁定律可知，钢板的磁通量总和恒定为0，若有缺陷，钢板截面处的磁感A
【参考文献】：
期刊论文
[1]管道缺陷类型多特征量阈值识别方法[J]. 万勇,王宇,杨勇,戴永寿. 油气储运. 2020(03)
[2]埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术[J]. 潘永泽. 粘接. 2019(12)
[3]Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法[J]. 杨理践,徐龙,高松巍. 沈阳工业大学学报. 2020(06)
[4]不等厚板搭接焊缝缺陷数字X射线检测[J]. 迟大钊,马子奇,程怡,王梓明. 焊接学报. 2019(11)
[5]基于漏磁检测新型探头研制[J]. 冀勋,郑宾,郭华玲. 兵器装备工程学报. 2020(05)
[6]声发射技术在金属材料检测中的应用[J]. 马俊. 中国金属通报. 2019(10)
[7]稀土永磁材料的现状与发展趋势[J]. 许旭升. 冶金与材料. 2019(05)
[8]基于磁滞回线原理的铁磁性材料应力测试方法[J]. 朱振邦,王平,张媛,周子钦. 无损检测. 2019(10)
[9]长输油气管道的无损检测[J]. 林俊明,张开良,林发炳,李寒林,郑水冰,吴晓瑜. 无损检测. 2019(09)
[10]中国油气管道建设现状及发展趋势[J]. 李秋扬,赵明华,任学军,王乐乐,冯学书,牛亚琨. 油气田地面工程. 2019(S1)
博士论文
[1]超声无损检测缺陷定位与稀疏信号重构方法[D]. 吴彪.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]长输管道周向励磁漏磁内检测技术的研究[D]. 裴锐.沈阳工业大学 2009
本文编号：3444791
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管道爆炸事故Fig.1.1Atthesceneofthepipeline
第2章管道漏磁检测理论研究11如图所示，两种磁导率不同的介质被分界面分割，介质1和介质2中的磁感应强度法向分量分别为B1n和B2n；介质1和介质2周向分量的磁场强度分量分别为H1t和H2t，磁感应与法线的夹角为θ1、θ2，介质1、介质2的磁导率为μ1、μ2，根据在两种磁介质的边界条件可得：2nn1BB（2.4）ttHH21（2.5）介质两侧的磁导率比等于界面两侧的磁感应线与法线之间角度的正切比即：2121tantan（2.6）磁感应线从介质1入射，在分界面处折射后从介质2处射出，当μ1的大小远大于μ2时，θ2无限趋近于0，θ1趋近于90度，此时，介质1内部的磁感应线变得非常密集并且平行于分界面，构成介质1材料的磁导率越大，则θ1越趋近于90度。2.1.4漏磁场形成机理漏磁场是励磁源产生，磁感应线由于折射泄漏在空气中而形成的磁场能量。若没有缺陷，磁体的磁感应线在材料内部闭合传播不对外显磁性，当磁感线折射到空气中就会形成漏磁常漏磁现象可以用带有缺陷的试件内部磁通量发生变化来解释。一个带有方形缺陷的钢板如图2.3所示，图a是带有缺陷的钢板，图b是钢板缺陷处的截面示意图。设钢板横截面的表面积是A，缺陷的截面积是a，因此带有缺陷的钢板的截面积是A2=A-a。图2.3试件截面积Fig.2.3Samplecross-sectionalareaa带缺陷的钢板b钢板截面图Aaa假设钢板被放置于磁场强度稳定均匀的磁场中，若钢板无缺陷时，其横截面处的磁通量大小为：AB1（2.7）根据安培磁定律可知，钢板的磁通量总和恒定为0，若有缺陷，钢板截面处的磁感A
第2章管道漏磁检测理论研究11如图所示，两种磁导率不同的介质被分界面分割，介质1和介质2中的磁感应强度法向分量分别为B1n和B2n；介质1和介质2周向分量的磁场强度分量分别为H1t和H2t，磁感应与法线的夹角为θ1、θ2，介质1、介质2的磁导率为μ1、μ2，根据在两种磁介质的边界条件可得：2nn1BB（2.4）ttHH21（2.5）介质两侧的磁导率比等于界面两侧的磁感应线与法线之间角度的正切比即：2121tantan（2.6）磁感应线从介质1入射，在分界面处折射后从介质2处射出，当μ1的大小远大于μ2时，θ2无限趋近于0，θ1趋近于90度，此时，介质1内部的磁感应线变得非常密集并且平行于分界面，构成介质1材料的磁导率越大，则θ1越趋近于90度。2.1.4漏磁场形成机理漏磁场是励磁源产生，磁感应线由于折射泄漏在空气中而形成的磁场能量。若没有缺陷，磁体的磁感应线在材料内部闭合传播不对外显磁性，当磁感线折射到空气中就会形成漏磁常漏磁现象可以用带有缺陷的试件内部磁通量发生变化来解释。一个带有方形缺陷的钢板如图2.3所示，图a是带有缺陷的钢板，图b是钢板缺陷处的截面示意图。设钢板横截面的表面积是A，缺陷的截面积是a，因此带有缺陷的钢板的截面积是A2=A-a。图2.3试件截面积Fig.2.3Samplecross-sectionalareaa带缺陷的钢板b钢板截面图Aaa假设钢板被放置于磁场强度稳定均匀的磁场中，若钢板无缺陷时，其横截面处的磁通量大小为：AB1（2.7）根据安培磁定律可知，钢板的磁通量总和恒定为0，若有缺陷，钢板截面处的磁感A
【参考文献】：
期刊论文
[1]管道缺陷类型多特征量阈值识别方法[J]. 万勇,王宇,杨勇,戴永寿. 油气储运. 2020(03)
[2]埋地金属管道腐蚀穿孔原因分析及防护技术[J]. 潘永泽. 粘接. 2019(12)
[3]Φ273管道的电磁励磁仿真模型分析与实验方法[J]. 杨理践,徐龙,高松巍. 沈阳工业大学学报. 2020(06)
[4]不等厚板搭接焊缝缺陷数字X射线检测[J]. 迟大钊,马子奇,程怡,王梓明. 焊接学报. 2019(11)
[5]基于漏磁检测新型探头研制[J]. 冀勋,郑宾,郭华玲. 兵器装备工程学报. 2020(05)
[6]声发射技术在金属材料检测中的应用[J]. 马俊. 中国金属通报. 2019(10)
[7]稀土永磁材料的现状与发展趋势[J]. 许旭升. 冶金与材料. 2019(05)
[8]基于磁滞回线原理的铁磁性材料应力测试方法[J]. 朱振邦,王平,张媛,周子钦. 无损检测. 2019(10)
[9]长输油气管道的无损检测[J]. 林俊明,张开良,林发炳,李寒林,郑水冰,吴晓瑜. 无损检测. 2019(09)
[10]中国油气管道建设现状及发展趋势[J]. 李秋扬,赵明华,任学军,王乐乐,冯学书,牛亚琨. 油气田地面工程. 2019(S1)
博士论文
[1]超声无损检测缺陷定位与稀疏信号重构方法[D]. 吴彪.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]长输管道周向励磁漏磁内检测技术的研究[D]. 裴锐.沈阳工业大学 2009
本文编号：3444791
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