管道涡流信号的有限元仿真研究.pdf

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1、第30卷第5期计算机仿真2013年5月文章编号：1006—9348(2013)05—0425—04管道涡流信号的有限元仿真研究王燕礼1’2，朱有利1，白昶3，杨红军2(1．装甲兵工程学院装备再制造工程系，北京100072；2．76327部队，湖南郴州423026；3．中国北方车辆研究所，北京100072)摘要：远场涡流检测技术是检测金属管道缺陷的重要方法。为了解管道涡流信号特征，提高管道缺陷检出率，建立了管道远场涡流检测的二维有限元仿真模型，并以图形形式详细分析了管道远、近场区涡流信号的幅值和相位沿管道轴向和径向的变化特征。结果表明，沿轴向，信号幅值在

2、近场区呈指数衰减，在远场区衰减缓慢，信号相位在近场区和远场区均变化较小；沿径向，近场区信号幅值在管腔衰减迅速，在管壁材料中呈峰状突变，在管外变化不明显，远场区信号幅值在管壁材料中也呈峰状突变，但相对近场区，幅值较小，而在管腔和管外变化不明显；无论远场区还是近场区，信号相位在管壁材料中突变都很厉害，相反在管腔和管外，变化不明显，对实际检测工作有重要的指导意义。关键词：管道；涡流；特征；有限元；仿真中图分类号：TGll5．28文献标识码：BFiIIiteElementMethodSimulationResearchonEddyCurrentSignalin

3、PipelineWANGYan—lil一，ZHUYou—lil，BAIChan93，YANGHong—jun2(1．DepartmentofEquipmentRemanufactureEngineering，AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072，China；2．76327Army，ChenzhouHunan423026，China；3．ChinaNorthVehicleResearchInstitute，Bering100072，China)ABSTRACT：RemoteFieldEddyCurr

4、entTestingisanimportantmethodoftestingdefectsinmetalpipeline．Inordertoimprovethedefects—testingSuccessrate，weshouldknowthecharacterofEddyCurrentinpipeline，atwo—dimen—sionalfiniteelementmodelaboutpipelinetestingwitheddycurrentwasmodeledinthispaper，andthecharactersofsignalamplitud

5、eandsignalphaseattheshonfieldandtheremotefieldindifferentdirectionswereanalyzedillustra-tivelywithillustrations．Itindicatesthat：intheaxesdirection，thesignalamplitudeattenuatesquicklywithindexintheRemoteField，andslowlyintheShortField；thephasechangeslittle．Intheradialdirection，the

6、amplitudeofShortFieldattenuatesquicklyinthepipe，hasapeal【inthematerialofpipe，andchangeslittleoutofthepipe；theamplitudeofRemoteFieldalsohasapeakinthematerialofpipe，butthevalueislowercomparedtothatofRemoteField，whiletheotherschangesayelittle；thephasechangesseverelyinthematerialofp

7、ipe，whilesmoothlyinotherareas．Itisimportantfortheactualtestingjobs．KEY-WORDS：Pipeline；Eddycurrent；Character；Finiteelementmethod；Simulation1引言远场涡流检测是专门用于金属管道缺陷检测的特殊涡流检测技术¨。3J。与传统的涡流检测技术相比，远场涡流检测由一个与管道同轴通一低频交流电的激励线圈和一个相距激励线圈2～3倍管道直径外的同轴检测线圈构成，它不受涡流集肤效应的限制，能够灵敏地检测管壁内外表面的缺陷。为了解管道涡流信

8、号变化特征，观察管道内外磁场分布收稿Et期：2012—07—11修回日期：2012—09—10