无缝钢管漏磁检测技术的研究

发布时间：2017-08-20 22:33

  本文关键词：无缝钢管漏磁检测技术的研究

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【摘要】：无缝钢管在管道输送、机械制造以及大型场馆建设等方面应用广泛,在工业上有着举足轻重的地位。无缝钢管上任何潜在的缺陷都有可能引起事故的发生。为了不损坏无缝钢管的使用性能,无缝钢管主要通过无损检测技术进行探伤。相对于其他无损检测技术,漏磁无损检测技术在无缝钢管的检测应用上有着很多的优势,本文对无缝钢管漏磁检测技术展开研究,具体研究内容如下:(1)在无缝钢管漏磁检测系统的总体设计中,设计了无缝钢管漏磁检测方案以及磁化方式。同时,针对工厂的实际情况,设计了无缝钢管漏磁检测线布局以及检测流程。(2)设计了无缝钢管漏磁信号处理系统,包括磁敏传感器的选择,漏磁信号预处理电路设计,漏磁信号去噪模块设计,数据压缩模块设计以及外设通信模块设计,并对漏磁信号特征提取以及缺陷识别方法进行了研究。同时,设计了无缝钢管漏磁检测系统的上下料模块、柔性磁化模块、退磁模块以及缺陷标记模块。(3)利用ANSYS电磁场二维仿真验证了漏磁检测原理。为了更准确地反映漏磁场的实际情况,利用ANSYS三维电磁场仿真对无缝钢管缺陷漏磁场展开研究。基于仿真结果,分析了无缺陷情况和有缺陷情况下无缝钢管周围三维漏磁场的分布规律,并研究了缺陷尺寸、磁化电流强度以及传感器提离值对漏磁场的影响情况。(4)分析了无缝钢管漏磁检测端部检测盲区产生的原因,并设计了无缝钢管端部无检测盲区漏磁检测装置和检测线布局。通过ANSYS仿真验证了添加引体可以达到消除端部检测盲区的效果。最后研究了改变引体磁导率对端部检测效果的影响,得到了一些规律。论文部分研究成果在公司现场得到了实际应用。
【关键词】：无缝钢管 漏磁检测 漏磁信号处理 电磁场仿真 端部检测盲区
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.284
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 引言12
• 1.2 课题来源和研究意义12-13
• 1.3 漏磁检测技术的发展与应用13-14
• 1.4 无缝钢管漏磁检测技术的国内外研究现状14-17
• 1.4.1 国外研究现状14-16
• 1.4.2 国内研究现状16-17
• 1.5 本文的研究内容及章节安排17-19
• 第二章 无缝钢管漏磁检测系统总体设计19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 无缝钢管漏磁检测系统功能需求分析19-20
• 2.3 无缝钢管漏磁检测方案的设计20-21
• 2.4 无缝钢管漏磁检测磁化方式设计21-23
• 2.4.1 磁场源的选择21-22
• 2.4.2 磁路的设计22-23
• 2.5 无缝钢管漏磁检测线的布局设计23-24
• 2.6 无缝钢管漏磁检测系统的检测流程设计24-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第三章 无缝钢管漏磁信号处理系统及相关模块设计27-41
• 3.1 引言27
• 3.2 漏磁信号处理系统的设计27-35
• 3.2.1 磁敏传感器的选择27-29
• 3.2.2 漏磁信号预处理电路的设计29-30
• 3.2.3 基于DSP技术和小波技术的漏磁信号去噪30-33
• 3.2.4 基于DSP技术和小波技术的漏磁信号压缩33-34
• 3.2.5 漏磁信号特征提取以及缺陷识别34-35
• 3.2.6 外设通信模块的设计35
• 3.3 无缝钢管上下料模块的设计35-38
• 3.4 柔性磁化模块的设计38-39
• 3.5 退磁模块的设计39-40
• 3.6 缺陷标记模块的设计40
• 3.7 本章小结40-41
• 第四章 无缝钢管漏磁场有限元仿真与分析41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 漏磁场有限元分析概述41-43
• 4.2.1 有限元法在漏磁场分析中的应用41
• 4.2.2 电磁场有限元分析原理41-43
• 4.3 漏磁检测二维电磁场仿真43-44
• 4.3.1 二维仿真模型的建立43
• 4.3.2 单元选择和材料定义43
• 4.3.3 网格划分和求解43-44
• 4.3.4 二维电磁场仿真结果分析44
• 4.4 无缝钢管漏磁检测三维电磁场有限元仿真44-47
• 4.4.1 三维仿真模型的建立44-45
• 4.4.2 单元选择和材料定义45-46
• 4.4.3 网格划分和边界条件施加46-47
• 4.4.4 模型求解47
• 4.5 无缝钢管三维漏磁场仿真结果分析47-53
• 4.5.1 无缺陷无缝钢管周围磁感应分布情况47-48
• 4.5.2 有缺陷无缝钢管漏磁场三维分量分布情况48-50
• 4.5.3 缺陷几何参数对漏磁场的影响50-52
• 4.5.4 电流强度对漏磁场的影响52-53
• 4.5.5 提离值对漏磁场的影响53
• 4.6 本章小结53-55
• 第五章 无缝钢管漏磁检测端部检测技术的研究55-65
• 5.1 引言55
• 5.2 漏磁检测端部盲区产生的原因分析及现有解决方法55-56
• 5.3 漏磁检测端部盲区消除新方法的设计56-58
• 5.4 无缝钢管端部无盲区漏磁检测装置关键零部件设计58-61
• 5.4.1 钢管引体轴向驱动装置的设计58-59
• 5.4.2 钢管引体径向驱动装置的设计59
• 5.4.3 钢管夹持机构的设计59-60
• 5.4.4 探头架的设计60-61
• 5.4.5 探头壳的设计61
• 5.5 装置可行性的仿真验证61-62
• 5.6 引体磁导率对端部检测效果的影响62-64
• 5.7 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65
• 6.2 展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-72
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文72

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本文编号：709300