油气管道是重要的能源输送设施,其裂纹缺陷的在线检测具有重要的经济价值。远场涡流(RFEC)检测技术作为一门新兴的管道检测技术,具有受环境和探头提离效应影响小等优点,对管道的内、外壁缺陷具有相同的灵敏度,在天然气管道的裂纹检测方面具有很好的应用前景。但对远场涡流检测技术的机理和在裂纹检测潜力方面的研究还不够,本文采用有限元分析软件ANSYS对远场涡流的机理及各种缺陷信号的特征和影响因素进行仿真研究。本文先从麦克斯韦方程出发,推导得到了对远场涡流进行二维和三维有限元分析的数学模型,以及磁场沿管道壁径向传播的近似规律和检测线圈的信号表达式。然后选择有限元分析软件ANSYS为工具,建立并优化了远场涡流的二维和三维仿真模型,采用局部分析法进行缺陷仿真以降低计算复杂度,使得远场涡流裂纹检测的三维仿真能够在PC上完成。分析了二维完整远场涡流模型的仿真结果,建立了管道内壁处磁场轴向分布的估计模型,通过电磁分解分析,得出了磁场大小分布主要由管道的强导磁能力决定、相位分布主要由管道的导电能力决定的结论。使用二维模型分析了全周向缺陷的信号特点以及它与缺陷尺寸之间的关系,得出了相位信号峰值与缺陷径向深度成正比、相位信号积分与缺陷轴向宽度成正比的结论。最后使用三维模型对非轴对称的凹槽和裂纹缺陷进行了仿真,得到了三种不同方向凹槽缺陷和轴向裂纹缺陷的信号特征,并分析了轴向缺陷的信号特征与其周向宽度、轴向长度和径向深度之间的关系,得出了小尺寸轴向缺陷的相位信号峰值与周向宽度成正比、与径向深度的平方成正比的结论。本论文通过管道远场涡流的有限元仿真分析,得出了远场涡流具有一定周向和轴向裂纹检测能力的结论。