管道遠場渦流檢測實用技術(shù)仿真與試驗研究.pdf

1、作為一種預(yù)防性的檢測手段，遠場渦流技術(shù)在管道安全評定中應(yīng)用的潛力巨大。本文以電磁場理論為基礎(chǔ)，以ANSYS、Ansoft Maxwell及實驗儀器設(shè)備為工具，單層和雙層壓力管道為研究對象，圍繞管道電磁分布進行仿真分析和試驗研究，探索管道渦流信號的特征和規(guī)律，對缺陷進行量化分析，著手解決工程應(yīng)用存在的問題以提高缺陷檢出率，為缺陷特征信號的提取及探頭設(shè)計提供數(shù)值依據(jù)。
　　基于ANSYS軟件，在無缺陷的二維模型中，應(yīng)用控制變量法研究了

2、檢測信號各個影響因素的作用，揭示了檢測信號變化的特征和規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，對不同位置、不同數(shù)量的缺陷以及整管腐蝕減薄的信號特征進行了定性分析。針對不同尺寸缺陷進行仿真，探討了缺陷尺寸與檢測信號及缺陷響應(yīng)靈敏度之間的量化關(guān)系。通過數(shù)據(jù)擬合得出：檢測信號特征量與缺陷深度近似滿足指數(shù)關(guān)系，與缺陷寬度接近對數(shù)關(guān)系；缺陷響應(yīng)靈敏度隨缺陷深度變化近似按指數(shù)形式變化，隨缺陷寬度變化近似按反比例函數(shù)形式變化。在雙層管道的仿真分析中也得到了類似的結(jié)論，并且

3、發(fā)現(xiàn)磁場信號對內(nèi)外管不同位置缺陷的響應(yīng)存在差異，探索了雙層管道同時探傷的可行性。此外，分別在單層和雙層管道中提出了探頭優(yōu)化方案，并分析了屏蔽盤結(jié)構(gòu)對檢測信號的影響。
　　針對工程應(yīng)用中存在的問題，研制了新型探頭和輔助裝置。利用Ansoft Maxwell建立三維場-路耦合模型并進行瞬態(tài)分析，從理論上證明了新型遠場渦流探頭對局部缺陷的環(huán)向定位能力。提出了將點探頭與環(huán)形探頭優(yōu)勢互補的點環(huán)式渦流探頭設(shè)計方案。探傷測試中，兩種探頭對局部缺