基于磁記憶的金屬管道損傷檢測及評估方法研究.pdf

1、鐵磁性管道是我國能源運輸?shù)闹饕ぞ?，但管道的腐蝕、穿孔、斷裂等情況時有發(fā)生，造成極大的安全問題。定期對管道進行安全評估，是預(yù)防突發(fā)性事故的主要手段。然而，傳統(tǒng)的超聲波和漏磁檢測等技術(shù)或者對構(gòu)件表面粗糙要求較高，或者需要額外的充磁設(shè)備，無法滿足新形勢的新需求。因此，金屬磁記憶無損檢測技術(shù)憑借其簡易性、非接觸性和預(yù)知性而得以推廣應(yīng)用。本論文基于磁記憶檢測技術(shù)進行了以下幾方面研究：
　　首先，分析鐵磁性材料在彈塑性形變和斷裂狀態(tài)下的磁特

2、性。彈性階段引入 Jiles-Atherton（J-A）模型，反映有磁致伸縮性質(zhì)變化的有效場隨應(yīng)力的變化規(guī)律；在塑性階段利用基于位錯理論的修正的J-A模型，考慮引起磁化變化的四個因素：位錯增值、磁塑性能、殘余應(yīng)力能和退磁能，建立塑性變形有效場模型，推導(dǎo)出釘扎系數(shù)和磁疇耦合系數(shù)對塑性應(yīng)變的影響；在斷裂階段，材料發(fā)生有正負峰值的磁化突變現(xiàn)象，借助三維磁偶極子模型模擬磁化突變現(xiàn)象。
　　其次，以 Q235鐵磁性管道為研究對象，建立三維實

3、體模型并用有限元方法分析其磁化特征，研究彈性階段、塑性階段和斷裂階段的磁信號變化規(guī)律，得到斷裂階段的磁化突變遠大于彈塑性階段的結(jié)論；基于不同變形階段磁信號特征，進一步研究斷裂階段時，缺陷形狀、缺陷直徑、提離高度和缺陷方位等因素對磁信號的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)缺陷形狀和直徑主要通過漏磁面積的改變影響磁信號大小，隨著漏磁面積的增大，突變信號增強，而提離高度和缺陷方位則主要受輻射距離和角度的影響，遠離輻射源，磁信號變?nèi)?；并探索相?yīng)的磁信號評估參數(shù)，建