不同类型缺陷低频电磁检测的仿真分析与实验研究

发布时间：2020-05-22 02:14

【摘要】：电磁无损检测是以电磁原理为基础,对特种类设备进行风险评估、缺陷检测的一项无损检测技术。目前主要有漏磁、涡流、金属磁记忆等几种方法,它们各自具有不同的技术优势与技术不足之处。本文针对近年兴起的低频电磁检测技术展开了研究,包括理论分析、数值仿真、实验验证以及现场实验应用。主要研究内容如下:1)介绍了现有几种无损检测方法的原理及应用,并针对目前低频电磁技术在国内外的最新进展做了简要介绍。2)利用COMSOL软件对低频电磁场进行了相关模拟分析,初步推导出了产生低频电磁场的涡流、漏磁内部耦合机理,并得到了不同位置、形状以及不同尺寸缺陷处的低频漏磁场分布以及磁场强度的变化情况。3)通过有限元仿真,对影响低频漏磁场信号强度的参数即缺陷的位置、形状以及尺寸,进行了研究。本文运用控制变量法,对不同类型的缺陷分别进行模拟,对所获得的数据进行整理和分析,得到不同缺陷表征参数与磁场的漏磁场强度和低频漏磁信号曲线的变化规律及趋势,从而使得检测时能更加准确识别、定量缺陷。4)在COMSOL有限元仿真软件的基础上,制定了缺陷的低频漏磁检测方案,同样运用控制变量法,通过人工试件实验的方法,分析了不同参数(缺陷位置、缺陷形状及缺陷尺寸)对缺陷低频电磁检测信号强度的影响。通过对低频漏磁场变化规律的分析整合,为后续实际现场低频电磁检测试验提供了一定的参考依据。5)开展了实际现场检测,在所检测的4条凝液管线上检测出不同程度的内壁腐蚀点及一定面积的内壁腐蚀缺陷,从而验证了低频电磁检测技术的检测可靠性以及具有高灵敏度、高检测精度、轻巧便携检测速度快以及适用于大面积损伤探伤的优点。
【图文】：

承压设备,现场实验

承压设备的数量急剧增长，同时承压设备也逐渐在航天技术、能源技术、先进防御技逡逑术等先进技术中发挥着重要的作用。根据２０１５年的统计，全国有５８万个锅炉、３４０逡逑万个压力容器和４４万公里压力管道，己经在特种设备安全的监管之下。如下图１逡逑所示，承压管道和储罐组成的能源储备网承载着国民经济的重担，在其整体需求量不逡逑断攀升的同时，对承压设备的安全质量也提出更高的要求。因此，对上述特种设备进行逡逑早期安全检查和风险评估，对于国家安全、经济发展、人民生活和财产安全和社会稳定逡逑具有重要意义。逡逑ｍｉ逡逑ａ）高压储罐逦ｂ）石油输送管道逡逑图１－１承压设备现场实验图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｆｉｅｌｄ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑无损检测技术己有多年的发展，其检测方法根据检测对象的不同有许多分类。而逡逑涡流检测、漏磁检测、金属磁记忆检测、超声导波检测等无损检测方法，常被用于检逡逑测设备管线。这些方法优缺点均有，优点不一而足。低频电磁检测的检测原理是基于逡逑电磁感应，采用非接触方式检测被检设备的表面和埋藏缺陷，特别是对腐蚀等体积性逡逑缺陷有较高的检测灵敏度

振型图,导波,振型,模态

承压设备的数量急剧增长，同时承压设备也逐渐在航天技术、能源技术、先进防御技逡逑术等先进技术中发挥着重要的作用。根据２０１５年的统计，全国有５８万个锅炉、３４０逡逑万个压力容器和４４万公里压力管道，己经在特种设备安全的监管之下。如下图１逡逑所示，承压管道和储罐组成的能源储备网承载着国民经济的重担，在其整体需求量不逡逑断攀升的同时，对承压设备的安全质量也提出更高的要求。因此，对上述特种设备进行逡逑早期安全检查和风险评估，对于国家安全、经济发展、人民生活和财产安全和社会稳定逡逑具有重要意义。逡逑ｍｉ逡逑ａ）高压储罐逦ｂ）石油输送管道逡逑图１－１承压设备现场实验图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｆｉｅｌｄ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑无损检测技术己有多年的发展，其检测方法根据检测对象的不同有许多分类。而逡逑涡流检测、漏磁检测、金属磁记忆检测、超声导波检测等无损检测方法，常被用于检逡逑测设备管线。这些方法优缺点均有，优点不一而足。低频电磁检测的检测原理是基于逡逑电磁感应，，采用非接触方式检测被检设备的表面和埋藏缺陷，特别是对腐蚀等体积性逡逑缺陷有较高的检测灵敏度
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG115.28

【参考文献】