铁磁性管道裂纹检测系统设计

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铁磁性管道广泛应用于石油、天然气、化工、铁路基建和电力等产业,但其材质有局限性,很容易因腐蚀、外部应力产生裂纹。为了防止重大恶性事故的发生,减少人民生命财产的损失,对承压管道的应力集中和腐蚀减薄区域进行提前预测很有必要。针对目前其他无损检测方法效率不高,操作不便等问题,本文利用低频漏磁的原理,设计了两种针对铁磁性管道的裂纹检测系统,系统主要包括激励信号的产生、检测探头、信号处理和骨架等部分。  主要研究内容包括:  1、介绍了几种典型的无损检测方法,对低频电磁检测技术的工作原理进行了阐述,并对在已有的基于低频电磁的管道裂纹检测系统进行了简要介绍。针对已有的检测系统的有缺陷点设计了两种新型的铁磁性管道裂纹检测系统。  2、对低频电磁检测技术在管道上的应用进行了理论的仿真研究。仿真以20#钢的管道作为研究对象,采用COMSOL软件建立管道缺陷检测模型,通过改变各种参数(线圈匝数、磁芯大小、提离高度等),对不同深度、形状的缺陷进行仿真求解。通过观察缺陷周围的磁场的变化,选取最优参数,为铁磁性管道的裂纹检测系统设计提供可靠的理论依据。  3、设计了两种新型的铁磁性管道的裂纹检测系统。基于低频漏磁原理,采用20Hz频率的激励,通过放大后加载到激励线圈上,利用差分原理检测出磁芯两边磁场强度,当遇到缺陷时,磁场强度发生变化,通过对差分信号进行分析可判断出是否存在缺陷。  4、设计了可随机拆卸、安装裂纹检测传感器以及可实现纵向、横向检测的三通道传感器骨架,使铁磁性管道的缺陷检测更加灵活和方便。  5、利用LABVIEW软件设计了一个检测平台,实现系统参数设置、信号采集、缺陷识别与采集等功能,通过点状图显示是否存在缺陷。
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