管道漏磁法检测的ANSYS仿真研究

采用有限元分析法对管道漏磁法检测的漏磁场理论进行了研究,通过有限元分析可以对各种情况下管道壁缺陷的漏磁情况进行仿真,弥补了磁偶极子模型解析法的局限性。还介绍了有限元分析软件ANSYS分析管道漏磁场的过程,并通过ANSYS分析研究了提离值对漏磁信号的影响,并进行了漏磁检测器磁化装置的优化设计。     

基于有限元分析的压力管道外漏磁检测

针对石油化工行业中压力管道的运行特点,根据漏磁检测原理开展了管道外漏磁检测。首先利用有限元分析软件建立了双励磁结构管道外漏磁检测模型,得到了半球形缺陷漏磁场的空间分布特性。然后研究了缺陷体积、管道壁厚、气隙厚度、两磁化结构张开角度等因素对缺陷漏磁信号的影响规律,并进行了试验验证。试验结果与仿真结果均表明,缺陷漏磁场磁通密度随缺陷体积的增大而增大,随管道壁厚和气隙厚度的增加而减小;缺陷漏磁场磁通密度轴向分量随着磁化装置张开角度的增加而变小。试验所用的漏磁检测装置能够有效地识别半球形缺陷,并能够对半球形缺陷进行量化和定位。     

微小型钢丝绳漏磁检测传感器与仪器

以#28钢丝绳为例,通过有限元法分析不同磁化方法对钢丝绳磁化效果的差异,探讨穿过式磁化器中各项几何参数的变化对于钢丝绳内部磁场和缺陷漏磁信号的具体影响,得到漏磁场轴向分量随磁化器几何尺寸的变化规律,得出钢丝绳检测穿过式磁化器的最优尺寸,并介绍了一种小尺寸的差分检测传感器。通过试验验证了上述磁化方法和传感器的检测效果,试验结果与有限元仿真结果基本相符,符合检测要求。结果有助于从整体上选择磁化方法,优化和微型化设计检测传感器,提高漏磁检测灵敏度。     

管道环焊缝缺陷漏磁检测信号仿真分析

文中基于漏磁检测技术基本原理,对油气管道环焊缝常见的缺陷类型,采用有限元数值模拟仿真的方法进行分析。选取管壁厚为9 mm、直径为529 mm的L415管线钢,应用ANSYS有限元软件对错边、咬边和凹坑等管道环焊缝缺陷磁化后产生的漏磁场特征信号进行模拟仿真,得到了描述漏磁场特征的磁通密度分布曲线,与试验测试的漏磁信号特征是一致的。通过改变不同缺陷的大小,经过对比分析,得出管道不同缺陷形式和尺寸下的漏磁场分布规律,为管道缺陷漏磁信号特征识别提供理论基础和实践依据。     

管道补板漏磁检测信号的研究

根据漏磁检测的原理,研究了漏磁检测有限元动态分析理论的计算公式,建立了有限元动态仿真模型,从有限元分析和试验研究的角度对管道缺陷及补板的漏磁场分布特征进行研究.在有限元分析模型中,分别从管道的径向和轴向研究了缺陷漏磁场和管道补板漏磁场的分布,并绘制了漏磁场分布曲线.搭建了管道漏磁内检测试验平台,对不同尺寸人工缺陷和补板...     

管道漏磁检测缺陷信号的仿真分析与量化模型

为实现漏磁检测缺陷几何尺寸的量化,运用有限元Ansys软件仿真了管道缺陷的二维缺陷漏磁场,给出了漏磁场缺陷信号的基本特征,并对图形做出对应的解释;其次对内外缺陷漏磁场信号进行了对比,提出了合适的两个特征值;最后根据漏磁场不同特征值与缺陷长度的变化规律对缺陷长度进行了量化,通过对比不同量化模型,给出缺陷信号特征值与缺陷长度的一般关系模型,为管道强度以及剩余寿命评价等提供相关的参数,从而对管道进行维护。     

管道动态磁化漏磁内检测信号的影响因素

在管道内检测中,检测装置和管道之间的相对运动会引起涡流,而涡流强度会受到检测速度、管道电导率、磁铁矫顽力、磁化器长度等因素的影响,进而影响到漏磁检测信号。对影响漏磁检测中涡流强度的几个关键因素进行了分析,通过有限元仿真得到了各个因素对管壁内涡流强度和管壁磁场状态的影响关系,并建立内、外壁缺陷模型,得到了各个因素对检测信号的具体影响。     

直流线圈励磁的有限元分析计算

直流线圈励磁是管杆漏磁检测中一种最常用的磁化方法。采用有限元方法分析了直流线圈励磁的基本特性，计算出了线圈尺寸、安匝数和增加聚磁板后对管道有效磁化能力的影响，对比分析了多种不同磁化方式的磁化效果，并绘出了各自磁力线的分布图，从而总结出了缺陷漏磁场的切向分量与励磁强度和提离值之间的关系。重点说明了聚磁技术在励磁器设计中的重要性和有效性。分析结果为管杆漏磁检测中直流线圈磁化器的设计提供了有力的依据。     

管道多单元磁轭法轴向磁化有限元分析和设计

利用有限元方法对局部管道、磁轭法磁化结构及外围空气进行了三维实体建模,通过求解计算,定量分析了线圈安匝数、铁芯截面积以及接触面气隙对管道磁化场的影响;求解了有柱状缺陷和周向缺陷时,缺陷漏磁场的分布情况。研究结果表明:磁化器安匝数越大,铁芯截面积越大,接触面气隙越小,管道磁感应强度越大;磁感应强度在缺陷处出现极值和方向变化。     

基于复合励磁法的漏磁检测

复合励磁是利用永久磁铁和直流电磁铁共同作用的励磁方式,通过ANSYS有限元软件模拟该过程,得出缺陷处漏磁场的空间分布,并计算出磁化效果较好的磁化结构尺寸;利用复合励磁漏磁检测仪,对6,8,10mm板厚的Q235钢板,缠绕600匝线圈,依次通入电流0,2,4,6,9A,进行串联复合励磁漏磁检测,得到了通入不同电流时所能检测到的缺陷处漏磁场的峰值拟合曲线。结果表明:当通入直流电电流增大时,磁化结构的磁化能力增强,检测效果较好。     

管道弯头漏磁无损检测仪的研究

对弯头漏磁无损检测仪进行了研究,运用漏磁检测原理,采用固定的磁化器对弯头进行整体磁化,检测探头沿弯头外表面扫描运动并结合空间位置测量编码器实现漏磁信号的高精度定位和空间相关处理,解决了弯头表面漏磁场信号复杂、缺陷检测信号信噪比低的难题,为铁磁性管道弯头的无损探伤提供了一种有效的方法。     

基于三维有限元动态模拟圆柱形表面腐蚀缺陷漏磁场

根据电磁场有限元分析的基础理论，对储罐底板圆柱形表面腐蚀缺陷，应用ANSYS三维有限元静态分析了圆柱形表面腐蚀缺陷漏磁场，得到了圆柱形表面腐蚀缺陷漏磁场的空间分布。在一定条件下，静态模拟的缺陷漏磁场受励磁结构中永磁铁磁场的影响较大，造成在永磁铁附近漏磁场分布的畸变。而动态模拟下得到的漏磁场只在缺陷附近有明显的变化，缺陷漏磁场受励磁结构中永磁铁磁场的影响很小，有利于对腐蚀缺陷的分析。     

磁性无损检测技术中的磁化技术

论述了磁必无损检测技术中磁化被测构件的方法，磁化场强度的选择，励磁磁路分析以及磁化器的优化设计等问题。     

ANSYS软件在金属磁记忆检测中的应用

应用ANSYS有限元软件对典型构件圆孔板进行了弹塑性有限元分析．通过对比分析有限元解与解析解，说明ANSYS软件计算的可靠性和准确性。并且通过对加载铁磁构件表面漏磁场的测量，验证了应力集中与磁记忆效应之间的规律．为进一步研究典型构件的应力分布与磁场强度之间的关系，完善磁记忆检测的理论基础提供了一种重要的手段。     

Modeling of the yoke-magnetization in MFL-testing by finite elements

The yoke-magnetization is very popular in magnetic particle testing of welds. The detectability of a flaw by using this method largely depends on the magnetic flux density passing through a specimen to be examined or on the intensity of magnetic field acting in/on the specimen. In Japan inspectors have to check and confirm the appropriate magnetizing situation of the specimen by using an A-type standard test specimen specified in the standard JIS G 0565-1992. The development of indications by magnetic particles on the standard specimen is influenced by the air gap between the standard specimen and the specimen surface to be examined. Since the height and breadth of an artificial flaw in the standard specimen also influence the leakage of the magnetic flux density from the flaw, the information about the magnetizing situation is complex.In this paper we first identify influences of some factors on the magnetic leakage flux density from an artificial flaw in the standard specimen by using FEM modeling. Since the check with the standard specimen gives not a unique information to the magnetization state we investigate the technique, in which intensity of magnetic field acting on the specimen surface is used to characterize the magnetization. A finite element approach is applied to model the magnetization situation. The effectiveness of the modeling is confirmed by an experiment.     

基于径向基函数神经网络的管道缺陷漏磁场分析

管道缺陷漏磁场的量化研究一直是个难题，提出了应用径向基函数（RBF）神经网络来对漏磁场插值计算和非线性逼近的必要性，建立了适合该问题的RBF网络模型，给出了学习算法，制作了常见的人工凹坑缺陷，并对其用该方法进行插值和漏磁场曲面重构。结果表明，该模型算法收敛速度快、自适应性强、所需数据量小、计算量少、拟和曲面效果好，能很好地反映缺陷漏磁场的分布，比其它插值方法更方便、有效，为管道缺陷检测量化提供了一种可行的方法。     

Velocity effect analysis of dynamic magnetization in high speed magnetic flux leakage inspection

The investigation described in this paper focuses on the velocity effect of dynamic magnetization and magnetic hysteresis due to rapid relative motion between magnetizer and measured specimens in high-speed magnetic flux leakage (MFL) inspection. Magnetization intensity and permeability of ferromagnetic materials along with the duration of dynamic magnetization process were analyzed. Alteration of the intensity and distribution of magnetic field leakage caused by permeability of specimen were investigated via theoretical analysis and finite-element method (FEM) combined with the actual high-speed MFL test. Following this, a specially designed experimental platform, in which motion velocity is within the range of 5 m/s–55 m/s, was employed to verify the velocity effect and probability of a high-speed MFL test. Preliminary results indicate that the MFL technique can achieve effective defect inspection at high speeds with the maximum inspection speed of about 200 km/h being verified under laboratory conditions.     

3D FEM analysis in magnetic flux leakage method

The magnetic flux leakage (MFL) method is currently the most commonly used pipeline inspection technique. In this paper, 3D FEM is used to analyze the MFL signals, a generalized potential formulation to the magnetostatic field MFL problem is discussed, typical 3D defects are accurately modeled and detail MFL signal in test surface are calculated by the method. The relation between defect parameters and MFL signals are also analyzed.