漏磁无损检测速度效应仿真研究毕业论文(编辑修改稿)

漏磁无损检测速度效应仿真研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

磁 检测信号进行去噪实验 ,同时将巨磁阻传感器应用于漏磁检测系统 ,研制了适用于输油、输气管道专用漏磁检测传感器。 中原油田钻井机械仪器研究所开发出了抽油杆井口漏磁无损检测装置。 军械工程学院研制的智能漏磁裂纹检测仪 ,能对钢质构件的表面和内部的裂纹进行定量检测。 中国科学院金属研究所的蔡桂喜对磁粉和漏磁探伤对裂伤缺陷检出能力进行了研究 ,用环电流模型计算了各种矩形槽形状人工及自然缺陷产生的漏磁场 ,提出磁粉和漏磁两种方法不适合开裂缝隙很窄的疲劳裂纹的检测的结论。 爱德森公司采用多信息融合技术研制成集涡流、漏磁、磁记忆 、低频电磁场于一体的便携式检测仪器 ,该仪器能同时获取多种检测信号 ,适用于流动现场的检测。 目前 ,由美国、英国、德国生产的产品几乎垄断着整个国际市场。 近几年 ,我国油田和无缝钢管生产企业主要从美国和德国引进一些大型的机电一体化检测设备 ,如无缝管、抽油杆在线漏磁探伤 ,智能管道爬行器等。 进口的设备价格较昂贵 ,如智能管道爬行器就需要上千万人民币。 国内生产的漏磁检测设备相对较少 ,大部分国内工矿企业主要采用进口的检测设备进行检测。 漏磁检测大量地应用于钢厂 ,对钢管、钢棒、钢构、钢胚、圆钢、钢缆的检测 ,以 及储罐底板、管材、棒材、长距离输送和埋地管道、钢丝绳、铁轨及车轮的检测等。 随着现代科学、社会的进步 ,漏磁检测技术有着愈来愈大的发展和应用空间 ,尤其是处于飞速发展的我国工业应用领域 ,随着市场需求的进一步扩大和全民安全意识的提高 ,给漏磁检测技术的发展及无损检测工作者提供了一次难得的机遇和挑战。 目前 ,漏磁检测技术理论需要进一步研究开展的工作有 :漏磁场信号与缺陷特征之间的对应关系。 不同类型的缺陷漏磁场理论模型 ,复合材料的漏磁场形成机理研究等。 随着现代各领域技术的相互交叉融入 ,各种技术相互促进 发展 ,漏磁检测技术的应用研究也必将朝着更趋于成熟、完善的方向发展。 其发展趋势有以下几个方面 :1)更高的处理速度。 2)高性能传感器及智能传感器。 3)传器的智能化、小型化。 4)专家系统的融入。 5)多信息融合技术。 6)高可靠性和稳定性。 7)界面更为友好直观。 8)操作更为简易、快捷。 9)在线、离线检测的机电一体化。 10)网络技术的融入。 11)在役设备检测信息管理跟踪分析的研究。 沈阳化工学院学士学位论文 题目 : 漏磁无损检测速度效应仿真研究 漏磁检测的 基本原理 漏磁检测是针对管道钢管这类高磁导率的铁磁性材料被磁化后 在有缺陷处磁力线发生弯曲变形并且有一部分磁力线泄露出缺陷表面利用磁敏元件传感器检测该泄露磁场从而可判断缺陷存在与否如图 21 所示在这里铁磁性材料的磁化强度和泄漏的磁力线强弱直接相关在外磁场作用下铁磁性材料的磁感应强度 B 与磁场化强度 H关系为 B=μ H由于材料导磁率μ也是一个随磁场强度 H 变化的量 ,所以 B 随 H变化不是一个线性关系而呈现出一个非线性变化的磁化曲线（如图 22 中曲线 2 所示）管道被永久磁铁或励磁线圈磁化符合该曲线的磁化规律通常该曲线分成三个区域 第 1 区域内 B随 H的增加而急剧上升曲线陡直 第 2 区域内 B随 H的增加而上升的速率变慢曲线平缓 第 3 区域内 B随 H的增加趋于水平磁感应强度较快地进入饱和状态 磁性无损检测 技术 磁性无损检测通过测量特征磁场 ,对铁磁性原材料、半成品、成品零部件、在用零部件的结构、几何形状、物理性能、化学成分等进行测定 ,或对设备构件间几何关系和运动特征等进行测量 .其主要依据是 ,裂纹或其它缺陷以及内应力等因素对铁磁性材料 (钢、铁和其它铁合金等 )的内在性质或磁化状态有影响 . 磁性无损检测是以磁场为媒介将被测物理量或状态转化为可测量的磁场信号 ,再由沈阳化工学院学士学位论文 题目 : 漏磁无损检测速度效应仿真研究 磁电转换器件或传感器变换成对应的电信号 ,然后进行所需要的分析和处理 .磁性检测主要指对材料磁性特性和磁路磁特性进行检测、测量或评估 .因此 ,形成磁场信号和测量磁场信号是该检测技术的两个基本部分 ,分析处理电信号是其核心 ,而新材料、新元件、新原理和基于计算机的信息处理技术的综合应用是这一技术的显著特点 . 从磁场信号的形成来看 ,磁性无损检测主要采用的方法是有源磁场检测法 (ＡｃｔｉｖｅＦｉｅｌｄＴｅｓｔｉｎｇ简称ＡＦＴ ) ,ＡＦＴ法通过磁源磁化被测对象 (铁磁性材料 )产生磁场信号 ,并同时测量这一信号 .因此 ,ＡＦＴ法主要由两部分组成 ,一部分为磁化铁磁性材料的磁化装置 ,称为励磁器 ,另一部分为磁场信号的测量装置 ,称为检测探头或探头组 . 根据励磁器中磁源的不同 ,励磁器可采用交变磁场磁化方式和恒定磁场磁化方式 ,其中恒定磁场源有直流有源磁源 (如直流电磁铁 )和永久磁铁两种 .由于集肤效应 ,交变磁场磁化时磁力线将集中于被检材料的表面 ,因而对材料表面或近表面的状态具有较高的检测灵敏度 ,深层状态则不能检测 .使用中交变磁场的频率通常在几千赫兹以内 ,频率越低 ,磁场 的穿透能力越强 ,被检测深度也越深 .交变磁场磁化后铁磁性材料中不会产生剩磁 ,所以检测后材料不需要进行退磁处理 .恒定磁场磁化时 ,内、外部状态的可检测性与磁化强度直接相关 ,磁场越强 ,磁场信号相应增强 ,至饱和磁化后趋于恒定 .有些场合 ,材料被检测后必须进行退磁处理。 磁性无损检测技术近年来有较大的发展 .现已被成功地应用于钢丝绳、钢管、钢板、钢丝绳运输皮带及链条等在役零部件的检测及其产品生产过程中质量的检测 ,它涉及冶金、矿山、油田、建筑、旅游等众多行业 . 随着磁场可视化技术的研 究 ,现代磁测量技术 ,如磁成像即磁性ＣＴ技术不仅应用在工业领域中分析显示铁磁性构件的几何尺寸、缺陷的大小、位置和形状等 ,而且也广泛应用在磁医学诊断等领域 . 随着新材料、新机理的研究 ,作为新型电磁功能材料的典型代表 ——— 非晶态合金材料 ,其敏感机理及性能正在逐步被人们认识和掌握 ,新型效应正在不断被发现和利用 ,新研制的非晶态合金磁传感器正在得到越来越多的应用 . 随着电子技术、人工智能和计算机技术等现代高科学技术的综合研究 ,磁性无损检测技术正由定性检测向定量检测方向发展 .逐步减少 人为因素的影响 ,充分利用计算机技术对缺陷进行检测和分析 ,使缺陷测量的精度、分辨力等得到提高 ,从而实沈阳化工学院学士学位论文 题目 : 漏磁无损检测速度效应仿真研究 现缺陷检测信号的自动、准确、定量识别与评估 ,开拓无损检测新的原理、方法和技术 . 工业管道无损检测 技术 工业管道广泛应用于石油、化工、冶金、制药、能源和环保等行业 ,担负着高温、高压、易燃、易爆和有毒等介质的输送任务 ,一旦发生泄漏或爆炸 ,有可能导致灾难性的事故。 为保证压力管道的安全运行 ,1996 年原劳动部颁布了《压力管道安全管理与监察规定》 ,正式将工业管道列入监察范围 ,对有效防止工业管道的破 坏事故发挥了巨大作用。 工业管道是用于输送工业介质的管道、公用工程管道及其它辅助管道。 工业管道种类繁多 ,涉及各个行业和领域 ,其走向错综复杂 ,使用和运行条件也各不相同。 施工及验收规范除国家标准ＧＢ 50235— 1997《工业金属管道工程施工及验收规范》和ＧＢ 50236— 1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》外 ,许多行业都制订了行业标准 ,如ＳＨ 3501《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》、ＤＬ 5007《电力建设施工及验收技术规范火力发电厂焊接篇》及ＨＧ 20225《化工金属管道工程施工及验收 规范》等。 由于行业施工技术发展受行业特点的约束 ,各行业标准的技术要求差别较大 ,形成了目前工业管道施工技术标准一时难以统一的现状。 工业管道的施工验收及在用检验根据管道的级 (类 )别 ,要求也各不相同。 工业管道的分级 (类 )通常根据管道具体使用条件 (如温度、材料、介质、压力和环境等因素 )以及管道失效或破坏后果等因素进行分类。 国家质量监督行政部门颁布的设计、安装及在用检验的规范性文件中 ,通常将工业管道分为ＧＣ 1,ＧＣ 2和ＧＣ 3三级。 工业管道的失效不仅与工业管道内外部制造和安装缺陷、表面腐蚀以及材料累 积损伤有关 ,而且与管道的支吊架、阀门、法兰等管道元件的自身质量和安装质量有关。 下面根据工业管道 (主要是金属管道 )安装和使用的特点 ,综述在不同阶段采用的无损检测技术的特点。 钢管与管道检测系统的 结构 管道上的缺陷存在管道的内壁或外壁上管道的磁化方式和探头传感器的放 置也不一样其检测设备常见有两种结构 一种是磁化和探头传感器都在管道的外表面，钢管中缺陷处磁导率远小于钢管的磁导率当钢管这种铁磁性材料以流水线方式进入钢管探测线快速穿过检测区时将受到直流线圈产生横向和纵向磁场的磁化若钢管无缺陷 磁力线绝大部分通过钢管此时沈阳化工学院学士学位论文 题目 : 漏磁无损检测速度效应仿真研究 磁力线均匀分布若钢管有缺陷磁力线发生弯曲并且有一部分磁力线泄露出钢管表面利用横向和纵向探头线圈（传感器）检测钢管表面逸出的漏磁场然后依据法拉第电磁感应定律漏磁场转化为缺陷信号 (探头内检测线圈产生的感应电压 )经过对缺陷信号进一步的处理和分析从而可判断缺陷存在与否及缺陷有关的尺寸参数依据漏磁场产生原理该种方式检测中使用横向和纵向两套检测设备横向探头传感器主要检测沿钢管圆周方向分布的缺陷（缺陷的宽度方向）纵向探头传感器主 要检测沿钢管轴向分布的缺陷（缺陷的长度方向） 钢管的输入输 出和分选传送线由可编程序控制器 PLC 控制能保证钢管沿其轴线穿过检测设备对有缺陷有疑问和要剔除的钢管由计算机对采集信号分析处理判别后发送指令给 PLC PLC控制生产线上的执行机构产生相应动作定位驱动分别由 V型拖辊和与托辊相连的同步电机来保证夹紧装置由计算机自动或控制面板手动输出开关量控制液压电磁阀动作这样能保证钢管基本匀速通过检测机构克服接箍的颠动钢管的跳动和旋转的径向磁化器对钢管的强烈吸引探测线上设有缺陷标记装置由计算机对大量采集数据跟踪和对缺陷信号进行分析和分类判别后输出指令给打标控制板打标控制板控制喷标 机构在钢管缺陷信号处喷打不同类别的标志 第 3 章 电磁场有限元分析 电磁场基本理论 麦克斯韦方程 电磁场理论由一套麦克斯韦方涩组描述，分析和研究电磁场的出发点就是对麦克斯韦方程组的研究，包括这个方程的求解与实验验证。 麦克斯韦方程组实际上是出四个定律组成，它们分别是安培环路定律、法拉第电磁感应定律、高斯电通定律 (亦简称高斯定律 )和高斯磁通定律 (亦称磁通连续性定律 )。 安。