基于三维有限元的换热管缺陷漏磁场数值模拟

目前,漏磁内检测技术对换热管检测鲜有应用,阐述了换热管漏磁检测原理,以有限元数值模拟为手段,建立换热管漏磁检测三维有限元模型。通过仿真分析,得出了缺陷尺寸（深度和直径等）、被测管壁厚度及支撑板等参数对漏磁场分布的影响规律,并给出漏磁场随以上参数变化的关系曲线。数值计算结果为漏磁内检测技术应用于铁磁性换热管检测提供理论依据,对缺陷后续的量化分析具有重要意义。     

管道三维漏磁检测的有限元仿真应用

介绍了漏磁检测技术的原理;设计了前端三维数据采集系统,实现了对漏磁缺陷信号的获取,并对信号特征进行分析与识别;采用有限元分析法对管道漏磁场理论进行了研究,建立三维漏磁检测模型,得到与实际获得的漏磁缺陷信号基本一致的仿真信号;通过有限元分析研究了提离值对荻取漏磁缺陷信号的影响.通过验证表明有限元分析法仿真漏磁缺陷信号的可靠性.     

FPGA在管道漏磁检测中的应用

管线投入运行后,在服役期间均需要进行检测.本文对FPGA及其相关的开发软件进行了简要的介绍,并提出了一种利用FPGA（现场可编程门阵列）对检测时的多路信号进行采集与存储的方法,对FPGA在其中完成的功能以及它的内部资源划分进行了描述.本方案可简化检测装置的外部电路设计.同时.把FPGA与MCU结合起来,使FPGA可以应用于其它嵌入式应用系统,增加了检测装置的通用性.     

管道周向磁化漏磁检测有限元分析

为优化管道轴向缺陷漏磁检测磁化器设计,运用三维有限元方法,仿真研究了周向励磁作用下钢管管壁磁化场的分布特征,分析了管道直径、壁厚等结构参数变化对管壁磁化场的影响,研究了不同周向励磁场与管壁磁化场、缺陷漏磁场及背号磁场间的作用关系。仿真研究结果表明：管径越大,管壁周向有效检测区域越大;而壁厚增加,管壁周向有效检测区域也增大,但其磁化强度急剧降低;同时,增加外加励磁强度有利于管壁轴向缺陷检测,但必须研究相应的信号处理算法,以消除背景磁场对缺陷漏磁检测信号的影响。     

巨磁阻传感器在管道漏磁检测中的应用

磁性传感器在无损检测中已经有了很大的应用，与传统的磁性传感器相比，巨磁阻传感器有着灵敏度高、可靠性好、测量范围宽、体积小，价格低等优点。介绍了巨磁阻传感器及其在输油管道缺陷漏磁信号检测中的应用，表明采用巨磁阻传感器的检测系统可以检测到管道壁上的微小缺陷。     

漏磁检测管道裂纹的有限元分析与试验研究

用有限元方法研究了管道裂纹的深度、宽度、倾斜角度、扫描角度等参量值变化对裂纹漏磁场强度和密度的影响，并给出它们的关系曲线。针对裂纹深度和扫描角度的影响，进行了试验对比，得到了与有限元分析一致的结论，为漏磁方法检测裂纹提供了依据。     

基于三维场测量的脉冲漏磁检测技术

漏磁检测广泛应用于铁磁性材料缺陷检测.脉冲漏磁检测技术是一种新型电磁无损检测技术.缺陷的定量评估是无损检测的重要步骤之一.运用有限元法对管道周向外壁缺陷的漏磁场进行瞬态分析,分析了缺陷脉冲漏磁场Bx、By和Bz三维分量的分布特点,最后给出了仿真结果和试验结果,试验结果和仿真有很好的一致性.试验结果表明:综合脉冲漏磁场的三维峰值扫描电压可以对缺陷的长度和宽度进行检测,而三维分量差分信号中的过零时间随缺陷的深度变化而变化,且不随缺陷宽度的改变而改变,由此可以检测缺陷的深度.三维脉冲漏磁检测系统使缺陷的定量检测有了可能.     

管道外漏磁检测技术研究

为了防止管道在生产运行中发生严重的腐蚀导致泄漏,造成重大生命财产损失,依据管径尺寸不同、曲直走向不同和可拆卸程度不同等特点,将管道检测方法细化,基于漏磁检测原理,提出了适用于不同工况下的可变径磁化、整体磁化、局部磁化和直流磁化等管道外漏磁检测方法。设计出适用于大管径检测的可变径漏磁检测仪、适用于直管的整体磁化管道外漏磁检测仪、适用于小管径的局部磁化漏磁检测仪和适用于可拆卸管道的电磁磁化漏磁检测仪,研究4种检测方法对现场管道腐蚀缺陷进行检测的可行性。结果表明,管道外漏磁检测方法可以对管道进行检测和评价,也可以为管道的维修和管理提供决策依据。     

钻杆缺陷漏磁检测有限元仿真分析

鉴于油田生产所用钻杆杆体检测较为困难,把漏磁检测的方法应用于钻杆的缺陷检测。选取Φ73mm钻杆为研究对象,基于漏磁检测原理应用,利用ANSYS有限元仿真软件进行了三维漏磁场有限元分析。通过对分析结果的参量研究,得到了关于缺陷尺寸、磁化气隙高度、内外壁缺陷等参数对钻杆缺陷漏磁场信号的影响递变规律。分析结果表明,缺陷处的漏磁场信号随缺陷直径增大先增强后减小,随缺陷深度增大呈线性增长趋势;磁化强度随气隙增大而减弱,内外壁缺陷信号差异并不十分明显。     

漏磁检测技术在工业管道上的应用

介绍了漏磁检测原理和工业管道漏磁检测系统的现场应用情况,由此可以得出此项技术可以成功应用于工业检测,是值得推广的。     

钢轨漏磁检测仿真分析及试验研究

为保障高速铁路的行车安全,针对现有高速铁路钢轨轨面伤损检测的需求,设计了一种携带有漏磁检测装置的钢轨探伤小车,并分析了钢轨探伤小车的结构组成和漏磁检测装置的检测原理。同时,在有限元分析软件ANSYS中建立了钢轨轨面漏磁检测的三维有限元模型,针对钢轨轨面主要的裂纹类和圆柱形缺陷,在软件中进行了钢轨缺陷的漏磁场特征仿真分析。通过计算分析,得出钢轨缺陷漏磁检测信号与传感器提离值、裂纹类缺陷长度、裂纹类缺陷深度、圆柱形缺陷直径、圆柱形缺陷深度的对应变化关系。最后,通过制备人工裂纹类和圆柱形钢轨缺陷,搭建起钢轨漏磁检测的试验平台,通过漏磁检测试验,验证了软件仿真结果的正确性。     

钢丝绳断丝漏磁场的聚磁检测原理

论述漏磁场的聚磁检测原理,提出钢丝绳断丝漏磁场的聚磁检测方法,讨论聚磁器结构尺寸与钢丝绳绳股间漏磁场的消除以及断丝产生的漏磁场有效测量间的关系,实现了多种规格钢丝绳断丝漏磁场的高信噪比检测。     

漏磁与涡流复合探伤时信号产生机理研究

提出一种直流漏磁和涡流复合探伤方法,以期通过信息融合提高检测灵敏度,但试验中发现涡流探头检测到了钢管的内壁裂纹,而钢管的涡流检测规范也认为信号由涡流效应引起的。采用有限元法和磁源的测试试验分析磁导率和漏磁场对涡流检测信号的影响,结果表明,认为检测信号为涡流效应引起的观点是有误的。应用等效源法对扰动磁场进行分析,理论分析表明,裂纹处由涡流效应引起的扰动磁场相比漏磁效应引起的漏磁场要小得多,裂纹的漏磁场导致检测线圈产生感应电动势从而获得检测信号,而此时涡流效应引起的信号被淹没在漏磁信号中,钢管在磁饱和状态下的涡流检测信号是由裂纹的漏磁场引起的,饱和磁化下铁磁性构件的涡流检测结果要重新认识。     

漏磁检测自动化系统的研究与开发

利用DSP技术对铁磁性材料漏磁检测系统进行开发。以TMS320F2812芯片为主处理器,利用其事件管理器实现了被测件的柔性磁化。采用小波技术对漏磁信号进行去噪处理,利用Matlab验证去噪效果,并研究在TMS320F2812芯片上的算法实现。为减小CPU的负担,提高检测系统的通信能力,采用小波技术对漏磁信号进行压缩。最后,设计开发了漏磁检测系统的外设通信模块以及缺陷标记模块。     

基于漏磁检测的缺陷信号分析

为了应用漏磁检测技术检测管道缺陷,需要对缺陷信号进行分析。在漏磁检测原理的基础上,运用三种磁偶极子模型来描述各种表面缺陷。分析了缺陷参数对漏磁信号的影响。     

钢棒纵向裂纹漏磁检测方法

介绍钢棒螺旋前进、励磁器和检测探头均固定不动的检测方法,避免旋转探头检测中,滑环的大电流和多通道信号传输问题,确保足够的励磁电流和更多通道的稳定信号。研究了不同规格钢棒需要的有效励磁强度和检测探头靴的设计要点,提出了高灵敏度和稳定性的探头靴设计方法。     

漏磁传感器励磁结构影响因素分析及优化设计

漏磁检测中励磁结构的磁化能力是影响漏磁传感器缺陷检测能力的一个重要因素。根据交流漏磁检测原理,建立二维漏磁检测参数化有限元仿真模型,研究磁心的形状和尺寸、励磁线圈的位置和绕组长度、磁屏蔽层厚度等励磁结构参数对漏磁检测信号的影响。同时,将参数化有限元分析与遗传优化算法相结合,发展一种励磁结构尺寸参数的有限元模拟遗传优化设计方法,实现了漏磁传感器中磁极间距与磁极宽度等关键尺寸的优化。仿真及检测试验结果表明,传感器的励磁结构参数对漏磁检测结果具有很大影响,优化后的励磁结构可有效提高漏磁传感器的缺陷检测性能。提出的基于参数化有限元的遗传优化方法为漏磁检测中其余影响参数的优化提供了可行的参考方法。     

储罐底板漏磁检测量化技术研究

储罐是石油、石化工业中重要的设备,储罐底板腐蚀是储罐安全隐患之一。漏磁检测方法是目前储罐底板检测研究的一个重要方向。根据缺陷漏磁信号的特征,将经验模态分解方法（EMD）与小波去噪方法相结合,对漏磁信号进行去噪处理。采用BP神经网络模型对储罐底板缺陷进行量化分析研究,构建了缺陷几何参数预测BP神经网络模型,并运用有限元分析所得到的数据为BP网络训练样本,用人工模拟缺陷的漏磁信号测试BP神经网络。网络训练和测试结果符合储罐底板缺陷量化的精度要求。