基于有限元仿真技術(shù)的管道缺陷幾何特征量化方法改進研究.pdf

1、管道系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工以及城市水暖供應(yīng)等工業(yè)部門中，工業(yè)管道的工作條件非常惡劣，容易發(fā)生腐蝕、疲勞破壞或使管道內(nèi)部的潛在缺陷發(fā)展成破損而引起泄漏事故。尤其是鐵磁性油氣輸送管道由于長時間的腐蝕、磨損或意外的機械損傷等原因會形成各種缺陷，如未能發(fā)現(xiàn)并做出修理，將最終導(dǎo)致管道內(nèi)介質(zhì)的泄漏，從而引發(fā)各類管道安全事故。為全面了解管線的腐蝕、破損狀況，盡可能及時的對危險缺陷點進行處理，防止管道泄漏事故的發(fā)生，或是最大限度的減少事故造成的

2、損失，必須利用管道檢測裝置定期進行管道檢測，及時發(fā)現(xiàn)管道缺陷，并且獲得其位置、類型、幾何尺寸等精確信息，從而為管道的安全評價、壽命預(yù)測、檢修維護等提供可靠依據(jù)。因此，對管道進行監(jiān)測和診斷就成為無損檢測技術(shù)應(yīng)用的重要方面。
　　 管道內(nèi)缺陷檢測是在役油氣管道缺陷無損檢測的重要手段之一，在保障管道的安全、高效運行方面發(fā)揮著不可替代的作用。管道內(nèi)缺陷檢測分為漏磁缺陷無損檢測和超聲波缺陷無損檢測，在我國，應(yīng)用比較廣泛的是漏磁缺陷檢測。對

3、在役含缺陷燃氣管道漏磁檢測技術(shù)進行研究，從而獲得相對精確的管道缺陷特征參數(shù)，為定量評價管道缺陷的剩余強度提供可靠的缺陷數(shù)據(jù)。本文以磁通量泄漏(Magnetic Flux Leakage,簡稱MFL，即漏磁)原理為基礎(chǔ)，以通過求解麥克斯韋方程的數(shù)值計算將有限元方法應(yīng)用于建立缺陷漏磁場模型為核心，主要從以下方面進行論述和研究：
　　 (1)簡單闡述國內(nèi)外管道事業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀，作為運輸載體其具有不可比擬的優(yōu)越性；
　　 (2)

4、介紹管道事故的常見類型——泄漏，辨識燃氣管道安全運行存在的危險有害因素；
　　 (3)分析城市埋地燃氣管網(wǎng)鋪設(shè)的特點，試圖揭示管道事故發(fā)生的規(guī)律，引出管道泄漏檢測的必要性；
　　 (4)綜述管道缺陷無損檢測的方法，并仔細分析比對管道內(nèi)缺陷漏磁檢測和超聲波檢測，簡單介紹國內(nèi)外漏磁檢測技術(shù)的發(fā)展；
　　 (5)介紹燃氣管道漏磁檢測系統(tǒng)的發(fā)展及在線監(jiān)測裝置的機械結(jié)構(gòu)、工作原理和組成系統(tǒng)的特點；
　　 (6)闡述

5、電磁場基本理論及鐵磁性材料缺陷漏磁產(chǎn)生的機理，翔實論述MFL檢測原理；
　　 (7)探討缺陷漏磁場分析方法，并比較偶極子模型方法和有限元模型方法的優(yōu)缺，通過求解麥克斯韋方程，建立缺陷漏磁場有限元模型；
　　 (8)概述有限元仿真基本理論及解題步驟，通過信號反演得出缺陷特征參數(shù)與漏磁場的關(guān)系，分析模型仿真產(chǎn)生的信號誤差并探究修正方法；
　　 (9)簡單介紹有限元仿真軟件——ANSYS，并建立管道缺陷漏磁檢測模型，并