基于磁记忆的油气管道应力损伤检测方法研究
本文选题:磁记忆 + 应力损伤 ; 参考:《仪器仪表学报》2017年02期
【摘要】:应力集中是油气管道损坏的关键因素,对管道安全构成重大威胁。对其进行有效检测,既可发现由应力集中引起的机械损伤亦可实现对管道早期损伤的预判。磁记忆检测技术作为一种应力检测方法得到了业界认可。从能量平衡角度出发,分别从宏观和微观的角度对应力作用下的铁磁体磁记忆信号特征进行分析,建立应力与材料磁化率及原子磁矩之间的理论关系模型。采用基于第一性原理的CASTEP软件对铁碳金属体系的磁记忆力磁耦合过程进行仿真。结果表明,铁磁体在外力作用下,体系能量将重新平衡并达到稳定状态,电子能带及态密度分布特征发生改变,导致材料磁性下降,原子磁矩及材料磁化率随应力增大呈线性减小的变化趋势。通过对含裂纹管道的磁记忆检测,验证了应力损伤磁记忆检测方法的理论分析正确性及工程应用有效性。
[Abstract]:Stress concentration is the key factor of oil and gas pipeline damage, which poses a great threat to pipeline safety. The mechanical damage caused by stress concentration can be detected and the early damage of pipeline can be predicted by effective detection. Magnetic memory testing technology as a stress detection method has been recognized by the industry. From the point of view of energy balance, the characteristics of magnetic memory signals of ferromagnets under stress are analyzed from macroscopic and microscopic angles, respectively, and the theoretical relationship model between stress and magnetic susceptibility of materials and atomic magnetic moments is established. The magnetic memory magnetic coupling process of iron and carbon metal system was simulated by CASTEP software based on first principle. The results show that under the action of external force, the system energy will be rebalanced to a stable state, and the electron energy band and the density of state distribution will be changed, resulting in the decrease of the magnetic properties of the material. The atomic magnetic moment and the magnetic susceptibility of materials decrease linearly with the increase of stress. The validity of the theory analysis and engineering application of the magnetic memory detection method for stress damage is verified by the magnetic memory detection of cracked pipes.
【作者单位】: 辽宁石油化工大学机械工程学院;沈阳工业大学信息科学与工程学院;
【基金】:科技部国家重大仪表专项(2012YQ090175) 国家自然科学基金(61571308) 辽宁省教育厅科学研究(L2016009)项目资助
【分类号】:TE973.6
【参考文献】
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【共引文献】
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本文编号:1937382
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