管道裂紋漏磁場(chǎng)的有限元分析與試驗(yàn)研究.pdf

1、目前，世界管道總長(zhǎng)度已超過了世界鐵路總里程，成為能源運(yùn)輸?shù)闹饕绞?。在全球已鋪設(shè)完成的240多萬公里油氣管道中，有近50％已趨于老化，因裂紋引發(fā)的惡性安全事故時(shí)有發(fā)生，及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)管道裂紋進(jìn)行高效檢測(cè)，己引起人們廣泛的關(guān)注，所以對(duì)油氣管道裂紋進(jìn)行快速、高效檢測(cè)非常必要，這也一直是無損檢測(cè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。 漏磁檢測(cè)因其具有在線檢測(cè)能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、滿足管道運(yùn)行中連續(xù)、快速和在線檢測(cè)的要求等特點(diǎn)，所以在管道無損檢測(cè)中得到了廣泛的

2、應(yīng)用。由于裂紋的漏磁檢測(cè)結(jié)果受多種因素的影響，給管道裂紋的準(zhǔn)確檢測(cè)和評(píng)價(jià)增加了很大難度，研究這些因素對(duì)裂紋漏磁檢測(cè)的影響就顯的尤為重要。 本文在電磁場(chǎng)有限元理論分析的基礎(chǔ)上，首先利用ANSYs分析了管道裂紋漏磁場(chǎng)信號(hào)的特點(diǎn)，并研究了裂紋的形狀參數(shù)(長(zhǎng)度、寬度、深度)、傳感器探頭提離值及兩平行裂紋間距對(duì)裂紋漏磁場(chǎng)信號(hào)幅值的影響。結(jié)果表明，裂紋漏磁場(chǎng)的幅值隨著裂紋的深度、寬度、長(zhǎng)度的增加而增加，隨著傳感器提離值的增加而減??；當(dāng)兩平行

3、裂紋間距大于5mm時(shí)，每條裂紋漏磁場(chǎng)信號(hào)的幅值基本保持不變。其次，針對(duì)水冷壁管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究了內(nèi)螺紋及壁厚對(duì)裂紋漏磁場(chǎng)信號(hào)的影響。當(dāng)有內(nèi)螺紋存在時(shí)，漏磁場(chǎng)呈周期性變化，其中峰值代表螺紋根，波谷代表螺紋牙，在裂紋處則有信號(hào)的突變。當(dāng)內(nèi)螺紋齒高與壁厚之比小于15％時(shí)，內(nèi)螺紋對(duì)水冷壁管的裂紋漏磁場(chǎng)信號(hào)幾乎沒有影響。最后，建立了應(yīng)力一磁耦合場(chǎng)的有限元分析模型，確定了禍合場(chǎng)的計(jì)算步驟，通過對(duì)管道加載不同的應(yīng)力，得到了應(yīng)力對(duì)裂紋漏磁場(chǎng)信號(hào)幅值的影