鐵磁性管道廣泛應用于石油、天然氣、化工、鐵路基建和電力等產業(yè),但其材質有局限性,很容易因腐蝕、外部應力產生裂紋。為了防止重大惡性事故的發(fā)生,減少人民生命財產的損失,對承壓管道的應力集中和腐蝕減薄區(qū)域進行提前預測很有必要。針對目前其他無損檢測方法效率不高,操作不便等問題,本文利用低頻漏磁的原理,設計了兩種針對鐵磁性管道的裂紋檢測系統(tǒng),系統(tǒng)主要包括激勵信號的產生、檢測探頭、信號處理和骨架等部分。主要研究內容包括:1、介紹了幾種典型的無損檢測方法,對低頻電磁檢測技術的工作原理進行了闡述,并對在已有的基于低頻電磁的管道裂紋檢測系統(tǒng)進行了簡要介紹。針對已有的檢測系統(tǒng)的有缺陷點設計了兩種新型的鐵磁性管道裂紋檢測系統(tǒng)。2、對低頻電磁檢測技術在管道上的應用進行了理論的仿真研究。仿真以20#鋼的管道作為研究對象,采用COMSOL軟件建立管道缺陷檢測模型,通過改變各種參數(shù)(線圈匝數(shù)、磁芯大小、提離高度等),對不同深度、形狀的缺陷進行仿真求解。通過觀察缺陷周圍的磁場的變化,選取最優(yōu)參數(shù),為鐵磁性管道的裂紋檢測系統(tǒng)設計提供可靠的理論依據(jù)。3、設計了兩種新型的鐵磁性管道的裂紋檢測系統(tǒng)�；诘皖l漏磁原理,采用20Hz頻率的激勵,通過放大后加載到激勵線圈上,利用差分原理檢測出磁芯兩邊磁場強度,當遇到缺陷時,磁場強度發(fā)生變化,通過對差分信號進行分析可判斷出是否存在缺陷。4、設計了可隨機拆卸、安裝裂紋檢測傳感器以及可實現(xiàn)縱向、橫向檢測的三通道傳感器骨架,使鐵磁性管道的缺陷檢測更加靈活和方便。5、利用LABVIEW軟件設計了一個檢測平臺,實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)設置、信號采集、缺陷識別與采集等功能,通過點狀圖顯示是否存在缺陷。
【學位單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U178
【部分圖文】：

氣、管道之間形成一個磁路，當管道中存在缺陷的被擠出管道外，產生漏磁場，而這個漏磁場的幅值我們可以通過利用磁敏元件檢測出漏磁場，并對檢到缺陷的各種參數(shù)。電磁檢測系統(tǒng)中，激勵信號、激勵線圈和磁敏元件的小、頻率高低會影響檢測信號的幅值，也會影響檢、匝數(shù)的選擇同樣也會影響檢測信號的強度，影響元件會影響檢測的精度。低頻電磁檢測系統(tǒng)的檢測個低頻的激勵信號、飽和磁化以及磁敏元件檢測漏測系統(tǒng)的原理如圖 2.1 所示，線圈在低頻激勵電流的，磁場磁化鐵磁性試件。在激勵線圈下方，放置一缺陷存在時，排除空間磁場的干擾，理論上來說，該為零。但當試件中出現(xiàn)缺陷時，因為缺陷的存在描到缺陷下方時就會檢測到漏磁場。將檢測信號經過顯示就可以直觀的看到是否存在缺陷。

圖 2. 2 矩形線圈磁場計算圖線圈的每一匝看成一個矩形環(huán)流，為了得到坐，同樣可以利用疊加的原理，將矩形環(huán)流的四可就對由矩形線圈所產生的磁場分布情況進行原則，我們可以在線圈上建立坐標軸，如圖 2.2應強度，可以通過公式 2.4 進行計算：B=μ04π∫J(X'+Y'+Z')eRR2dv'們可以計算得 r=xi+yi+zk，此結果即為場點即為源點的矢量，我們可以把矩形線圈的四條邊點的磁場強度。由此我們可以推導出：空間任矩形線圈的四條邊相互疊加得到。圖 2.3 為矩形

圖 2. 2 矩形線圈磁場計算圖的每一匝看成一個矩形環(huán)流樣可以利用疊加的原理，將對由矩形線圈所產生的磁場，我們可以在線圈上建立坐度，可以通過公式 2.4 進行B=μ04π∫J(X'+Y'+Z')eRR2dv'以計算得 r=xi+yi+zk，此點的矢量，我們可以把矩形磁場強度。由此我們可以推圈的四條邊相互疊加得到。
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本文編號：2876037