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(jìn)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(zhǎng)時(shí)間的腐蝕、磨損或意外的機(jī)械損傷等原因會(huì)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(shí)的對(duì)危險(xiǎn)缺陷點(diǎn)進(jìn)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(cè)裝置定期進(jìn)行管道檢測(cè)，及時(shí)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(píng)價(jià)、壽命預(yù)測(cè)、檢修維護(hù)等提供可靠依據(jù)。因此，對(duì)管道進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷就成為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的重要方面。
　　 管道內(nèi)缺陷檢測(cè)是在役油氣管道缺陷無(wú)損檢測(cè)的重要手段之一，在保障管道的安全、高效運(yùn)行方面發(fā)揮著不可替代的作用。管道內(nèi)缺陷檢測(cè)分為漏磁缺陷無(wú)損檢測(cè)和超聲波缺陷無(wú)損檢測(cè)，在我國(guó)，應(yīng)用比較廣泛的是漏磁缺陷檢測(cè)。對(duì)

3、在役含缺陷燃?xì)夤艿缆┐艡z測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究，從而獲得相對(duì)精確的管道缺陷特征參數(shù)，為定量評(píng)價(jià)管道缺陷的剩余強(qiáng)度提供可靠的缺陷數(shù)據(jù)。本文以磁通量泄漏(Magnetic Flux Leakage,簡(jiǎn)稱MFL，即漏磁)原理為基礎(chǔ)，以通過(guò)求解麥克斯韋方程的數(shù)值計(jì)算將有限元方法應(yīng)用于建立缺陷漏磁場(chǎng)模型為核心，主要從以下方面進(jìn)行論述和研究：
　　 (1)簡(jiǎn)單闡述國(guó)內(nèi)外管道事業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀，作為運(yùn)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(jiàn)類型——泄漏，辨識(shí)燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行存在的危險(xiǎn)有害因素；
　　 (3)分析城市埋地燃?xì)夤芫W(wǎng)鋪設(shè)的特點(diǎn)，試圖揭示管道事故發(fā)生的規(guī)律，引出管道泄漏檢測(cè)的必要性；
　　 (4)綜述管道缺陷無(wú)損檢測(cè)的方法，并仔細(xì)分析比對(duì)管道內(nèi)缺陷漏磁檢測(cè)和超聲波檢測(cè)，簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外漏磁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展；
　　 (5)介紹燃?xì)夤艿缆┐艡z測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展及在線監(jiān)測(cè)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作原理和組成系統(tǒng)的特點(diǎn)；
　　 (6)闡述

5、電磁場(chǎng)基本理論及鐵磁性材料缺陷漏磁產(chǎn)生的機(jī)理，翔實(shí)論述MFL檢測(cè)原理；
　　 (7)探討缺陷漏磁場(chǎng)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(guò)求解麥克斯韋方程，建立缺陷漏磁場(chǎng)有限元模型；
　　 (8)概述有限元仿真基本理論及解題步驟，通過(guò)信號(hào)反演得出缺陷特征參數(shù)與漏磁場(chǎng)的關(guān)系，分析模型仿真產(chǎn)生的信號(hào)誤差并探究修正方法；
　　 (9)簡(jiǎn)單介紹有限元仿真軟件——ANSYS，并建立管道缺陷漏磁檢測(cè)模型，并