带包覆层铁磁性管道内部腐蚀脉冲涡流检测研究

发布时间：2017-08-16 01:07

  本文关键词：带包覆层铁磁性管道内部腐蚀脉冲涡流检测研究

  更多相关文章： 脉冲涡流 ANSYS U形传感器 缺陷 灵敏度

【摘要】：带包覆层铁磁性管道在石油等行业使用越来越广泛。由于管道往往输送高压、高湿和腐蚀性强的液性介质,在管道包覆层外有潮湿空气和雨水等都会使管道产生腐蚀,因此,对服役的铁磁性管道进行无损检测至关重要。然而,在管道外面往往有着一定厚度的包覆层,检测起来难度较大,近年发展起来的脉冲涡流检测较好的解决了此问题。本论文研究了检测线圈在激励线圈下摆放位置变化对检测效果的影响,从有限元仿真和实验两方面入手探究此问题。利用ANSYS进行有限仿真分析,从轴向和周向两个方向分析,仿真结果表明接收线圈在激励线圈外边缘正下方附近时检测效果最好。实验结果与仿真结果一致,结果表明接收线圈在激励线圈外边缘正下方附近时,检测灵敏度达到最大。比较了圆形和聚焦型传感器的检测效果。利用经过一定优化设计的圆形传感器和聚焦型传感器分别对同一试件上的内部腐蚀进行检测,实验结果表明,聚焦型传感器对?159mm?10mm管道,90mm厚包覆层下的40mm?40mm?3mm的内部腐蚀可以识别,而圆形传感器无法识别,比较两者的检测灵敏度,聚焦型传感器检测效果要好于圆形传感器。提出了一种新结构传感器——U形传感器。利用U形传感器对内部腐蚀进行检测,实验结果表明,该传感器在?159mm?10mm管道,90mm厚包覆层下对20mm?20mm?3mm内部腐蚀可以识别,而聚焦型传感器无法识别。最终比较两者的检测灵敏度,得出U形传感器比聚焦型传感器检测效果要好。利用U形传感器对大面积型腐蚀(内壁和外壁)、内部沟槽型缺陷进行检测。该传感器在?159mm?10mm管道,包覆层厚度为90mm下,可检测出150mm?10mm?2mm内部沟槽型缺陷,对于长600mm、腐蚀深度1.0mm(壁厚10%)半圈均匀减薄的大面积腐蚀(外壁和内壁)检测效果明显。由检测结果可知:利用U形传感器能够较好的对付内部局部腐蚀,检测灵敏度较高,可满足工业检测需要;大面积缺陷的检测难度远低于局部腐蚀缺陷,即使腐蚀深度较浅检测效果依然很好。本论文对带包覆层管道内部局部腐蚀检测进行了较多研究,对于腐蚀面积较小的内部缺陷,利用U形传感器能较好地检测出。
【关键词】：脉冲涡流 ANSYS U形传感器 缺陷 灵敏度
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.28
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景与意义8-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国外研究现状11-12
• 1.2.2 国内研究现状12-13
• 1.3 课题研究内容13
• 1.4 本章小结13-14
• 第2章 脉冲涡流检测基本理论14-22
• 2.1 涡流检测的基本原理14-17
• 2.1.1 电涡流检测的基本原理14-15
• 2.1.2 脉冲涡流检测基本原理]15-17
• 2.2 脉冲涡流检测趋肤效应分析17-18
• 2.3 脉冲涡流检测渗透深度18-19
• 2.4 ANSYS理论基础与感应电压19-21
• 2.4.1 ANSYS理论基础19-20
• 2.4.2 检测线圈上电压计算20-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第3章 检测线圈位置变化对检测效果的影响22-39
• 3.1 有限元仿真分析22-27
• 3.1.1 ANSYS介绍22-23
• 3.1.2 单元选取与定义材料特性23-24
• 3.1.3 物理模型建立与网格划分24-26
• 3.1.4 激励加载26-27
• 3.2 实验平台与检测试件27-30
• 3.2.1 实验平台27-29
• 3.2.2 检测试件29-30
• 3.3 检测线圈顺管道周向移动检测灵敏度变化研究30-34
• 3.3.1 有限元仿真物理模型建立30-31
• 3.3.2 有限元仿真结果处理方法和结果分析31-32
• 3.3.3 实验验证32-33
• 3.3.4 实验结果分析33-34
• 3.3.5 本节总结34
• 3.4 检测线圈顺管道轴向移动对检测敏度的影响研究34-38
• 3.4.1 有限元仿真34-36
• 3.4.2 有限元仿真结果分析36
• 3.4.3 实验验证36-38
• 3.4.4 本节总结38
• 3.5 本章总结38-39
• 第4章 圆形和聚焦型传感器检测管道内部缺陷效果比较39-51
• 4.1 检测试件和实验平台39-42
• 4.1.1 检测试件39-41
• 4.1.2 检测平台41-42
• 4.2 数据处理与检测方法42-44
• 4.2.1 数据处理方法42-43
• 4.2.2 检测方法43
• 4.2.3 完好处与缺陷处衰减电压对比43-44
• 4.3 圆形传感器实验分析44-46
• 4.3.1 圆形传感器参数44
• 4.3.2 激励参数44
• 4.3.3 实验结果分析44-46
• 4.4 聚焦传感器46-49
• 4.4.1 传感器参数46-47
• 4.4.2 激励参数选择47-49
• 4.5 聚焦传感器和圆形传感器检测效果比较49-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第5章 U形传感器和聚焦型传感器检测效果比较51-63
• 5.1 U形传感器检测分析51-55
• 5.1.1 检测试件51
• 5.1.2 激励参数51
• 5.1.3 U形传感器参数51-52
• 5.1.4 检测方法52
• 5.1.5 U形传感器实验结果分析52-55
• 5.2 U形传感器与聚焦传感器检测效果比较55-56
• 5.3 沟槽型缺陷和腐蚀 10%壁厚内外壁缺陷检测效果56-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第6章 论文总结与展望63-65
• 6.1 论文总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-68
• 攻读硕士期间发表的论文68-69
• 致谢69-70

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本文编号：680720