检测状态对钢管周向漏磁检测影响的仿真分析

摘要

钢管作为重要的运输和支撑材料，广泛应用于石油化工与基础建设中。随着现代化工业的迅猛发展，对优质钢管的需求越来越大。根据美国石油协会(API)及我国国家标准要求，所有钢管在出厂之前必须进行100％的质量检测。目前，对钢管进行检测的方法有很多种，常用的方法有涡流法、超声波法和漏磁法，另外还有渗透法、射线法、磁粉法等。这些检测方法中，从检测速度和检测费用上综合考虑，都各自有优点和不足之处。漏磁检测作为一种高效的检测方法，可有效检测钢管内外部缺陷，且对试件表面要求低，无需耦合剂，已被广泛应用于各种铁磁性材料的检测过程中，尤其适用于细长铁磁性构件的在线质量检测，如钢管。
　　为提高钢管高速漏磁检测精度，本文以电磁场基本定理和麦克斯韦方程为基础，研究了高速漏磁检测过程中的速度效应形成机制，并针对钢管周向漏磁检测设备研究速度效应对漏磁检测的磁化与背景磁场的影响机制，进一步研究速度效应对漏磁检测信号的影响。在此基础之上，建立不同检测状态对钢管周向漏磁检测影响的仿真模型，以Ansoft Maxwell电磁仿真软件为基础，通过几何模型(3D、2D)的建立、材料选择和激励加载、边界条件设定、网格剖分、动态仿真实现、求解参数设定和后处理分析进行了钢管周向漏磁检测仿真分析，并进一步详细分析了钢管转向、转速、壁厚等因素对钢管周向漏磁检测的影响。
　　在转速没有改变的时候，仅仅改变钢管转动的方向，不仅会影响到检测时产生的涡流大小，还会影响涡流分布的方向，进而影响到周向漏磁检测的一致性评估，实际检测过程中，应尽量保证转动方向的一致性;设置不同的钢管旋转速度，得到的周向涡流大小也不一样，转速越大，漏磁检测的检测灵敏度越大，即检测到最小缺陷的能力也就越强;同样，不同的钢管（即壁厚不同）在同等磁场条件下被磁化的效果也不同，钢管壁厚越厚，其被磁化的效果越差，检测灵敏度越低，即能检测到缺陷的能力也就越弱。因此，在实际检测的过程中，我们需要综合考虑这三种因素对钢管周向漏磁检测的影响，以达到最好的检测效果，保证产品的质量，为产品保驾护航。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题意义

1．2 国内外研究现状

1．3 钢管周向漏磁检测理论

1．3．1 钢管纵向伤漏磁检测方法

1．3．2 钢管纵向伤漏磁检测原理

1．3．3 电磁学基本知识

1．3．4 速度效应对钢管漏磁检测产生的影响及理论分析

1．4 论文的主要研究内容

第二章 Ansoft仿真模型搭建及初步结果

2．2 Maxwell 3D模型搭建

2．2．3 设置材料属性(Materials)

2．2．4 设置激励源(Excitations)

2．2．5 设置边界条件(Boundaries)

2．2．6 设置网格剖分(Mesh Operations)

2．2．7 设置涡流计算(Eddy Current Calculation)

2．3 Maxwell 3D模型仿真结果

2．4 Maxwell 2D模型搭建

2．5 Maxwell 2D模型仿真分析结果

2．6 小结

第三章 三因素对钢管周向漏磁检测的影响

3．1 转动方向钢管周向漏磁检测的影响

3．2 转动速度钢管周向漏磁检测的影响

3．3 钢管壁厚等对钢管周向漏磁检测的影响

3．4 小结

结论

致谢

参考文献