管道漏磁检测的数值模拟及实验研究

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油气管道在使用过程中,由于传输介质腐蚀、应力、施工破坏等原因会造成管壁上产生腐蚀缺陷,这些缺陷对管道正常运行具有潜在的危害性,及早对腐蚀缺陷进行检测是指导管道维修工作、维护管道完整性的重要手段。目前,针对管道腐蚀和金属损失缺陷,比较成熟的在役检测方法是漏磁检测法。但缺陷的漏磁检测定量化、智能化的难题一直是无损检测技术领域的研究重点,本文结合油气管道检测现场的实际情况,通过理论分析和现场试验,系统地分析了管道缺陷漏磁检测技术。 本文利用有限元数值仿真与现场试验相结合的方法,将有限元方法应用到缺陷漏磁场分析,实现了管道样本缺陷漏磁场的数值模拟,并进行了检测样机现场试验,具体内容如下: 1)基于管道漏磁检测原理,以φ325mm规格的管道内检测器为研究对象,运用有限元分析方法建立漏磁场的数学模型,采用ANSYS软件建立漏磁检测装置的二维实体模型,应用静态磁场仿真方法,计算分析矩形缺陷产生的漏磁信号及磁力线分布; 2)对管道缺陷的漏磁场信号进行分析,为确定缺陷的几何参数与漏磁信号(MFL)之间的关系,建立相应的缺陷样本库。包括矩形槽、梯形槽、倾斜槽、三角形槽、半圆孔等缺陷,分析了缺陷参数对漏磁信号的影响规律,比对了不同类型相当大小缺陷的变化规律。仿真结果表明不同的缺陷引起不同的漏磁信号,漏磁信号特征与缺陷特征之间的有特定的关系,通过该方法对缺陷的漏磁信号进行量化分析; 3)在钢管(φ325mm,壁厚为7mm)上制作大量不同类别的样本缺陷用于实际检测试验,采集了缺陷漏磁的相关信号,并分析处理。结果表明,该检测样机在试验中有较高的检出率,具有较高的灵敏度,且与仿真信号的一致性较好。
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