随着中国天然气市场迎来爆发式增长,国内燃气管道爆炸事故也日渐增多,为避免因管网老龄化与地质沉降等问题造成的损失,必须对管道进行定期检测。涡流无损检测技术是一种可靠性高、可视化能力强的无损检测方法,对于微小裂纹的检测具有很大优势,但该技术在检测效率及量化表征方面尚且存在较大的提升空间。因此本文对基于涡流传感的管道裂纹检测关键问题展开研究。(1)针对涡流检测不同材料最优检测参数标定问题,仿真分析激励频率与提离值对检测质量的影响,对比分析仿真结果、检测实验数据以及理论推导计算结果,得出4340#钢管道检测最优提离值为0.5mm,最优激励频率为100Hz,使用该参数进行检测有效提高了涡流检测质量。(2)针对涡流检测C扫描裂纹量化表征问题,提出一套基于改进Sobel算子的涡流检测C扫描裂纹轮廓提取优化算法,提高裂纹轮廓特征提取质量。该特征提取方法结合Sobel算子传统梯度检测的方式,采用增加算子方向模板以及断点补偿的方法对该算子进行优化。该算法的具体实现过程包括ROI子区域提取、直方图均衡化处理、裂纹轮廓断点补偿以及方向模板的卷积计算。研究结果表明,基于Sobel算子在保障检测效率的情况下提高检测质量。(3)针对涡流检测扫查效率低、稳定性差等问题,采用轴向滑台与旋转齿圈两机构相互配合的方法,并且利用电气控制技术配合两台交流伺服电机实现了管道裂纹扫查自动化,极大程度的提升了检测效率,通过PLC对伺服电机进行速度与位置控制的方法,避免了设备因重力而导致的速度波动,从而提高了扫查的稳定性。(4)针对管道裂纹扫查质量以及设备性能是否达标等问题展开实验研究,研究包括不同角度下轴向扫查速度实验、不同管径下周向速度实验以及装置运动平稳性实验。扫查速度实验结果显示:轴向扫查平均速度为16.65mm/s、周向扫查平均速度为1.59mm/s,符合设备技术参数要求。运动平稳性实验结果显示:设备启动后长时间运行过程中,高效且平稳的实现了管道外壁扫查的全覆盖,满足设计要求。本文的研究内容为管道裂纹涡流检测的定量表征与检测效率的提升提供了理论和实验支持,有助于涡流检测技术的进一步发展。