近年,随着国内工业的迅速发展,石油、天然气等能源的开发及市场需求不断增加,能源输送问题随之而来。作为能源输送的重要工具,带包覆层铁磁性管道的使用已经很广泛。当使用时间过长,铁磁性管道的内外壁就会发生腐蚀。利用脉冲涡流检测技术可以实现不拆除包覆层对进行快速扫查,高效的完成对带包覆层铁磁性管道的在役检测。目前常用的传感器一般有圆形传感器、聚焦(Y形)传感器和U形传感器。其中U形传感器相比其他两种传感器具有更高的检测灵敏度和抗干扰能力,可以更好地应对工业管道中经常出现的局部腐蚀,可以满足实际工业检测的需求。因此本论文采用U型探头进行仿真研究。本论文通过有限元仿真的方法建立带包覆层工业管道及检测传感器的仿真模型,确定并优化了传感器各项参数。利用COMSOL软件进行仿真分析,优化线圈结构参数、选择激励信号及信号参数以达到数据板卡采集要求、测量范围和测量精度要求。对缺陷的不同深度、不同长度和不同位置的变化进行定量检测的仿真研究。观察仿真结果可知:在缺陷深度变化时,检测线圈中的电压值随着缺陷深度增大而减小;在缺陷长度变化时,检测线圈感应电压峰值随缺陷长度增加而变大;当缺陷位置移动到处于U型探头一侧管脚下时检测电压值变小;两个检测线圈可以起到检测缺陷相对位置的作用。所设计的U型探头对管道腐蚀缺陷的检测能力可以达到检测范围和检测精度的要求。仿真研究了U形传感器对管壁减薄的检测和克服包覆层提离影响的方法,确定了传感器的管壁厚度检测范围。对工业中经常出现的由管壁外部扩大和由管壁内部扩大的两种类型缺陷检测进行了仿真研究,传感器对于管外壁由表层开始扩大但其腐蚀深度小的缺陷检测效果并不理想,这是由于缺陷增大过程中长度逐渐超过了两个检测线圈间的距离。但是对于表层腐蚀面积小而由内部逐渐扩大的缺陷检测效果好,这是由于缺陷内部空腔的不断增大会令检测数据产生足够明显的变化。综上所述,所设计的U形传感器在保温层厚度在350mm以下良好的对缺陷进行定性检测及定量分析的能力,对于不断变化中的缺陷也具备足够的分析与检测能力。