带包覆层铁磁性管道脉冲涡流检测的若干技术问题研究

摘要

带包覆层铁磁性工业管道广泛应用于石油、核工业、化学工业及电力等行业，管道长期运行于恶劣的工况下，易造成管道产生壁厚减薄，进而导致失效。因此，及时对在役带包覆层工业管道进行定期检验检测具有十分重要的意义。过去针对带包覆层工业管道的安全检测，超声检测需卸除包覆层，导波检测则需局部拆除包覆层，射线检测则需专门的辐射安全防护范围，且上述检测方法均需停机后进行检测；因此检测成本高昂，并且效率较低。近年新兴的脉冲涡流检测技术具有非拆卸、无须停机进行快速检测作业、成本低廉等一系列优点，可实现针对带包覆层工业管道壁厚减薄进行有效地检测，本学位论文针对当前带包覆层铁磁性管道脉冲涡流检测存在的若干技术问题进行了研究。 第一，利用试验手段，研究了待检带包覆层管道周围存在相邻管道条件下对检测结果造成的影响，在此基础上利用自主设计的金属电磁屏蔽罩，将其施加在检测探头上以抑制相邻金属管道产生的电磁干扰，并且研究了电磁干扰抑制效果。研究结果表明，对检测探头施加金属电磁屏蔽罩，可有效缩减由相邻管道产生影响的距离。带包覆层管道脉冲涡流检测灵敏度虽然有所下降，但下降范围可接受。 第二，采用试验手段研究了带包覆层管道壁厚减薄缺陷的脉冲涡流定量检测技术问题。加工了相关检测试件，利用脉冲涡流检测技术对试件进行检测试验，通过研究分析检测电压幅值与金属壁厚相关参数（如：厚度，减薄缺陷长度，宽度）之间对应关系，利用多项式函数与单指数衰减两种模型曲线拟合方法进行计算，并对两种计算方法进行了对比。利用拟合曲线可实现对带包覆层管道壁厚减薄缺陷的定量检测。 第三，利用本文自主搭建的一套针对带包覆层铁磁性管道局部腐蚀减薄缺陷脉冲涡流检测系统平台，结合实验室及实际工业现场，通过试验研究提出了一种根据检测电压幅值对称性来判别待检管道弯头是否存在腐蚀缺陷的检测方法。 第四，本文在浙江省宁波市某化工区进行了现场带包覆层管道在线不停机检测。现场带包覆层弯头检测结果表明，通过观察检测电压幅值是否具有对称性可以有效地判断带包覆层管道弯头处是否存在局部壁厚减薄缺陷。同时现场带包覆层直管检测结果表明，保护层各连接处由于存在白铁皮双层搭接，导致产生畸变信号，对现场检测结果造成了一定影响。 论文最后针对进一步需要完善的工作进行了讨论。

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 脉冲涡流检测技术国内外研究现状

1.3 课题研究内容

1.4 本章小结

第二章 带包覆层铁磁性管道脉冲涡流检测原理

2.1 常规涡流检测原理

2.2 脉冲涡流检测原理[27-28]

2.3 脉冲涡流集肤效应

2.4 脉冲涡流渗透深度

2.5 带包覆层铁磁性管道壁厚减薄脉冲涡流检测原理

2.6 本章小结

第三章 带包覆层管道腐蚀脉冲涡流检测抗相邻管道干扰试验研究

3.1 带包覆层管道脉冲涡流检测原理及相邻管道干扰与抑制

3.2 带包覆层管道脉冲涡流检测试验系统

3.3 试验方法设计

3.4 金属屏蔽罩的屏蔽效果试验与分析

3.5 屏蔽罩对检测灵敏度的影响试验

3.6 本章小结

第四章 带包覆层管道壁厚减薄脉冲涡流定量检测技术研究

4.1 检测系统平台

4.2 带包覆层管道壁厚大面积减薄缺陷的PEC定量检测研究

4.3 带包覆层管道壁厚局部减薄缺陷长度的PEC定量检测研究

4.4 带包覆层管道壁厚局部减薄缺陷宽度的PEC定量检测研究

4.5 本章小结

第五章 带包覆层管道弯头局部壁厚减薄PEC检测方法与现场应用案例

5.1 带包覆层管道脉冲涡流检测系统装置

5.2检测实验

5.3现场检测应用

5.3本章小结

第六章 论文总结与展望

6.1 论文总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表过的论文

致谢

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