基于电涡流的管道腐蚀检测与评价方法研究

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管道运输是一种新兴、经济的运输方式,在国民经济中发挥着重要作用,管道运输系统的安全运行问题已受到业界的广泛关注。近年来,随着我国管道数量的快速增加和服役时间的增长,因管道腐蚀缺陷而导致的管道泄漏已成为管道工业中最经常发生的事故,因此,对管道腐蚀缺陷进行准确检测,及时掌握缺陷状态和发展规律,对于保障管道正常运行和减少损失具有重要意义。  本文以电涡流检测理论为基础,采用实验和仿真相结合的方法,对基于电涡流的管道腐蚀检测与评价方法进行了研究,研究工作主要包括实验、仿真和腐蚀评估三部分。首先,采用EEC-35++双频四通道涡流检测仪完成实验测试,测量出管道内壁不同腐蚀深度的阻抗图。由实验结果可知,不同深度下得到的腐蚀缺陷阻抗图形信息不同,阻抗图形为缺陷信号特征预估创造了条件。其次,采用ANSYS软件模拟了管道内壁存在缺陷时的三维有限元仿真模型,确定了仿真最佳频率是200Hz,得到了涡流分布及磁感应强度分布信息和50组阻抗数据。数据处理部分采用MATLAB软件拟合不同深度处腐蚀缺陷的阻抗幅值和相位曲线。由仿真结果可知,不同腐蚀深度下得到的相位和幅度的数值可能会有些许偏差,仿真值反映了腐蚀深度与阻抗幅值和相位角两者分别近似为正比例关系,当腐蚀深度变浅时,两者均呈逐步下降趋势。最后,腐蚀评估部分选择了SY/T6151-2009钢质管道腐蚀损伤评定的相关标准,完成了9对不同深度的具体腐蚀类别的判定工作,为管道的腐蚀监测与后期维修奠定了基础。  本文从电涡流检测的研究角度出发,剖析了管道内壁腐蚀缺陷的类型,完成了腐蚀检测及评估研究工作。实验提供了初步阻抗信息,仿真分析了60%壁厚的腐蚀缺陷深度为分析模型的重要参考点,最终实现了探头线圈在管道外壁对内壁缺陷检测的仿真分析和腐蚀评估,为未来预估管道内壁缺陷体积的三维信息开辟了新的思路。
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