单层海底管道缺陷磁记忆特征信号提取与分析

发布时间：2020-11-18 14:34

　　 海底管线承担海上油气集输的重要任务,但由于管体自身加工因素、输送介质、海底复杂荷载作用情况会影响海底管道的安全运行。目前针对海底管道常用的检测方式均存在一定的局限性,即只能检测出已经出现的宏观损伤,且内检测容易出现管道内卡堵的问题。20世纪末兴起的磁记忆检测技术不需要提前进行管道磁化,在地磁场环境作用下,便可发现早期应力集中及隐性损伤,在海底管道安全评估领域极富开发潜力。本文从有限元多场耦合仿真计算出发,首先研究了不同尺寸的单一缺陷在载荷作用下的磁场特征分布情况,得到载荷与尺寸变化时磁场强度的峰值变化趋势。由于海底管道往往存在多个缺陷,不同缺陷之间会有磁场的相互影响,因此进一步对双缺陷不同分布情况进行研究,建立了不同影响因素与缺陷处磁场强度峰值的函数关系式,结果表明不同影响因素对磁场强度峰值的影响程度不同,且缺陷处的应力状态以及应力集中系数对磁场强度信号评价的影响较大。为验证有限元多场耦合仿真计算的准确性,在实验室环境下对海底管道进行了非接触式磁记忆检测模拟实验作为有限元仿真结果的印证和补充,结果发现两者切向、法向峰峰值的变化规律一致性较好。针对实验数据具有分散性、模糊性和不确定性,本文引入4种合成特征参量全面反映磁场信号所表征的缺陷状态,提取能够敏感表征载荷、缺陷尺寸、缺陷位置的4种磁记忆特征参量,获取载荷、缺陷尺寸与位置的磁记忆特征参量回归量化关系及其变化规律,为后续海底管道在役非接触磁记忆定量化检测及安全智能评价提供奠定基础。
【学位单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P756.2
【部分图文】：

铁磁材料磁化曲线与磁滞回线

(a) 磁畴随机分布图 (b) 磁畴部分定向分布图图 2.2 磁畴分布示意图自发磁化特性有在弱磁场作用下即能达到磁饱和状态的特性，且由于发磁化现象。在处于磁中性状态，无外加磁场磁化作用

图 2.3 应力引起磁畴的重新取向和弹性能会随着外界应力载荷的增大而增加，畴组织会发生不可逆的自发磁化方向变化，以力引起磁畴的重新取向如图 2.3 所示。通过国现，铁磁性构件在应力集中区域的磁记忆信号
【参考文献】

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本文编号：2888826