带包覆层铁磁性管道内部腐蚀脉冲涡流检测研究

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1、学校代码：10406分类号：TG115.28学号：120080402021南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）带包覆层铁磁性管道内部腐蚀脉冲涡流检测研究硕士研究生：蔚道祥导师：付跃文教授申请学位级别：硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：南昌航空大学DetectionofInnerCorrosioninFerromagneticMetalPipeUnderInsulationwithPulsedEddyCurrentTestingADissertationSubmittedfortheDegreeo

2、fMasterOnMeasuringandTestingTechnologiesandinstrumentsbyYuDaoxiangUndertheSupervisionofProf.FuYuewenSchoolofTestingandOpto-ElectronicEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaMay,2015南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要带包覆层铁磁性管道在石油等行业使用越来越广泛。由于管道往往输送高压、高湿和腐蚀性强的液性介质，在管道包覆层外有潮湿空气和雨水等都会使管道产生腐蚀，因此

3、，对服役的铁磁性管道进行无损检测至关重要。然而，在管道外面往往有着一定厚度的包覆层，检测起来难度较大，近年发展起来的脉冲涡流检测较好的解决了此问题。本论文研究了检测线圈在激励线圈下摆放位置变化对检测效果的影响，从有限元仿真和实验两方面入手探究此问题。利用ANSYS进行有限仿真分析，从轴向和周向两个方向分析，仿真结果表明接收线圈在激励线圈外边缘正下方附近时检测效果最好。实验结果与仿真结果一致，结果表明接收线圈在激励线圈外边缘正下方附近时，检测灵敏度达到最大。比较了圆形和聚焦型传感器的检测效果。利用经过一定优化设计的圆形传感器和聚焦型传感器分别对同一试件上的内部腐蚀

4、进行检测，实验结果表明，聚焦型传感器对159mm10mm管道，90mm厚包覆层下的40mm40mm3mm的内部腐蚀可以识别，而圆形传感器无法识别，比较两者的检测灵敏度，聚焦型传感器检测效果要好于圆形传感器。提出了一种新结构传感器——U形传感器。利用U形传感器对内部腐蚀进行检测，实验结果表明，该传感器在159mm10mm管道，90mm厚包覆层下对20mm20mm3mm内部腐蚀可以识别，而聚焦型传感器无法识别。最终比较两者的检测灵敏度，得出U形传感器比聚焦型传感器检测效果要好。利用U形传感器对大面积型腐蚀（内壁和外壁）、内部沟槽型缺陷进行检测。该传感

5、器在159mm10mm管道，包覆层厚度为90mm下，可检测出150mm10mm2mm内部沟槽型缺陷，对于长600mm、腐蚀深度1.0mm(壁厚10%)半圈均匀减薄的大面积腐蚀(外壁和内壁)检测效果明显。由检测结果可知：利用U形传感器能够较好的对付内部局部腐蚀，检测灵敏度较高，可满足工业检测需要；大面积缺陷的检测难度远低于局部腐蚀缺陷，即使腐蚀深度较浅检测效果依然很好。本论文对带包覆层管道内部局部腐蚀检测进行了较多研究，对于腐蚀面积较小的内部缺陷，利用U形传感器能较好地检测出。关键字：脉冲涡流，ANSYS，U形传感器，缺陷，灵敏度I南昌航空大学硕士学位论文

6、摘要AbstractFerromagneticpipeunderinsulationarewidelyusedinpetroleumandotherindustries.Highpressure,highhumidityandcorrosiveliquidmediumtransportedinsidethepipe,andmoistairandrainoutsidethepipeoftencausepipecorrosion.Soitisvitaltocarryoutnondestructivetesting(NDT).However,owingtothepre

7、senceofthermalinsulationoutsidethepipe,itisdifficulttoconducttesting.Pulsededdycurrenttestingdevelopedinrecentyearscansolvethisproblemrelativelywell.Effectofthedetectionsensitivitycausedbythelocationchangeofthereceivingcoilunderexcitingcoilisstudiedbyfiniteelementsimulationandexperim

8、ents.Thesimu