摘要：管道系统广泛应用于冶金、石油、化工以及城市水暖供应等工业部门中,工业管道的工作条件非常恶劣,容易发生腐蚀,疲劳破坏或由管道内部的潜在缺陷发展成破损而引起泄漏事故。尤其是铁磁性油气输送管道长时间的腐蚀、磨损或意外的机械损伤等原因会形成各种缺陷.如在时间发现并及时做出修理,将导致管道内介质的泄漏,从而引发各类管道安全事故。为全面了解管线的腐蚀、破损,尽可能及时的对危险缺陷点处理,防止管道泄漏事故的发生,或是最大限度的减少事故造成的损失,利用管道检测装置对管道定期检测,以便及时发现管道缺陷.并且其位置、类型、几何尺寸等精确信息,从而为管道的安全评价、寿命预测、检修维护等可靠依据。因此,无损检测技术的应用和发展在对管道监测和诊断就显得尤其。管道内缺陷检测是在役油气管道缺陷无损检测的手段之一,在保障管道的安全、高效运行发挥着不可替代的作用。管道内缺陷检测分为漏磁缺陷无损检测和超声波缺陷无损检测,在我国,应用比较广泛的是漏磁缺陷检测。对在役含缺陷燃气管道漏磁检测技术研究,从而相对精确的管道缺陷特征参数,为定量评价管道缺陷的剩余强度可靠的缺陷数据。以磁通量泄漏(Magnetic Flux Leakage,简称MFL,即漏磁)原理为基础,以求解麦克斯韦方程的数值计算将有限元方法应用于建立缺陷漏磁场模型为核心,主要从以下和研究：(1)简单阐述国内外管道事业的发展及现状,作为运输载体其具有不可比拟的优越性；(2)介绍管道事故的常见类型——泄漏,辨识燃气管道安全运行存在的危险有害因素；(3)分析城市埋地燃气管网铺设的特点,试图揭示管道事故发生的规律,引出管道泄漏检测的必要性；(4)综述管道缺陷无损检测的方法,并仔细分析比对管道内缺陷漏磁检测和超声波检测,简单介绍国内外漏磁检测技术的发展；(5)介绍燃气管道漏磁检测系统的发展及在线监测装置的机械结构、工作原理和组成系统的特点；(6)阐述电磁场基本理论及铁磁性缺陷漏磁产生的机理,翔实MFL检测原理；(7)探讨缺陷漏磁场分析方法,并比较偶极子模型方法和有限元模型方法的优缺,求解麦克斯韦方程,建立缺陷漏磁场有限元模型；(8)概述有限元仿真基本理论及解题,信号反演缺陷特征参数与漏磁场的关系,分析模型仿真产生的信号误差并探究修正方法；(9)简单介绍有限元仿真软件——ANSYS,并建立管道缺陷漏磁检测模型,并借助计算机模拟,运用有限元仿真技术对检测数据处理,缺陷漏磁场云图；(10)分别就缺陷的不同长度、宽度及深度有限元仿真,相应的漏磁场云图及轴向和径向分量波形图,研究缺陷的几何参数与漏磁信号的对应关系及变化规律；(11)此检测方法的不足之处和改进展望,并探寻研究的方向,管道缺陷分级评价思想。关键词：管道缺陷论文无损检测技术论文漏磁论文有限元仿真论文
提要4-6
Abstract6-11
引言 世界管道事业发展概述11-13
1 管道缺陷检测技术的应用与发展13-17
1.1 管道缺陷检测方法13-15
1.2 国内外漏磁检测技术发展综述15-17
1.2.1 我国漏磁检测技术现状15-16
1.2.2 管道泄漏检测技术新发展16-17
2 油气管道安全事故分析17-21
2.1 在役油气管道运行危险有害因素辨识17-20
2.1.1 泄漏是油气管道发生事故的致命性因素17-18
2.1.2 油气管道泄漏事故发生规律18-20
2.2 检测是保证管道正常运行的手段20-21
3 无损检测方法研究21-27
3.1 管道缺陷无损检测方法21-22
3.1.1 管道缺陷外检测方法21-22
3.1.2 管道缺陷内检测方法22
3.2 超声波检测技术与漏磁通检测技术对比22-25
3.2.1 超声波无损检测技术22-23
3.2.2 漏磁通无损检测技术(MFL)23-25
3.3 燃气管道检测内容25
3.4 管道泄漏检测的25-27
4 MFL检测技术分析27-37
4.1 漏磁检测原理27-30
4.1.1 缺陷漏磁场形成27-29
4.1.2 电磁场理论29-30
4.2 缺陷漏磁分析方法研究30-37
4.2.1 缺陷漏磁偶极子模型分析31
4.2.2 缺陷漏磁有限元模型分析31-37
5 管道缺陷漏磁有限元仿真37-55
5.1 有限元仿真理论概述37-39
5.1.1 信号反演确定缺陷特征参数37-38
5.1.2 影响检测结果的因素38
5.1.3 检测数据处理38-39
5.2 在ANSYS中管道缺陷仿真39-43
5.2.1 关于ANSYS仿真软件39-40
5.2.2 建立漏磁检测模型40-41
5.2.3 建立管道缺陷模型41-43
5.3 MFL信号反映的管道缺陷特征参数43-51
5.3.1 管道缺陷漏磁场云图示例43-45
5.3.2 模型仿真产生的信号误差及修正方法45-51
5.4 缺陷的不同几何尺寸对漏磁信号的影响及规律51-55
5.4.1 改变缺陷的长度52-53
5.4.2 改变缺陷的宽度53-54
5.4.3 改变缺陷的深度54-55
6 及展望55-62
6.1 55-56
6.2 展望56-62
6.2.1 管道MFL缺陷检测发展前景56-57
6.2.2 建立燃气管道漏磁在线监测系统57-60
6.2.3 管道分级评价思想60-62
致谢62-63
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