利用复合激励的无盲点管道裂纹漏磁检测新方法.pdf

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1、第３７卷第１０期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ１０２０１６年１０月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＯｃｔ．２０１６利用复合激励的无盲点管道裂纹漏磁检测新方法吴德会，刘志天，王晓红，苏令锌（厦门大学航空航天学院厦门３６１００５）摘要：管道是石油和天然气工业的重要组成部分，而轴向裂纹是管道安全运营的重要隐患。传统的漏磁检测技术（ＭＦＬ）对管道中轴向裂纹的检测灵敏度不高，从而形成检测盲区。本文提出了一种利用复合激励的ＭＦＬ检测新方法，可实现对轴向和周向缺陷的同步检测。首先，利用Ｕ型磁轭对管壁进行交直流复合磁化；直流磁化场直接作用于周向裂

2、纹并形成有效的ＭＦＬ检测信号，而交流磁化场则在管壁内形成垂直于磁化方向的均匀涡流场；当该涡流场受到轴向裂纹干扰时，将形成二次感生磁场的扰动，因此，新方法通过对管壁表面的漏磁场及二次感生磁场检测，同时获得周向和轴向两个方向的探测能力；最后开展仿真和实验，并分析了新方法中作用于轴向和周向裂纹的磁化场、涡流场和二次感生磁场的分布。结果表明，新方法只需通过一次扫描，即可以获得缺陷的轴向和周向特征，实现了对裂纹的无盲点检测。关键词：漏磁检测；复合激励；轴向裂纹；管道；涡流＋中图分类号：ＴＨ８７８．３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０３０ＮｏｖｅｌＭＦＬｍｅｔｈｏｄｆｏ

3、ｒｐｉｐｅｌｉｎｅｃｒａｃｋｎｏｂｌｉｎｄｓｐｏｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎＷｕＤｅｈｕｉ，ＬｉｕＺｈｉｔｉａｎ，ＷａｎｇＸｉａｏｈｏｎｇ，ＳｕＬｉｎｇｘｉｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ３６１００５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓａｒｅｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｏｉｌａｎｄｇａｓｉｎｄｕｓｔｒｙ，ａｘｉａｌｃｒａｃｋｓｃａｕｓｅｄｂｙｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎａｎｄｆａｔｉｇｕｅｄａｍａｇｅａｒｅｔｈｅｈｉｄｄｅｎ

4、ｄａｎｇｅｒｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｓａｆｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅ（ＭＦＬ）ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｉｎａｄｅｑｕａｔｅｆｏｒａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｎａｒｒｏｗａｘｉａｌｃｒａｃｋｉｎｐｉｐｅｌｉｎｅａｎｄｆｏｒｍｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂｌｉｎｄｒｅｇｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｅｗＭＦＬｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃａｐａｂｌｅｏｆｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｂｏｔｈａｘｉａｌａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｄｅｆｅｃｔｓｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ

5、ｕｔｉｌｉｚｉｎｇＤＣＡＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｄｐｉｐｅｗａｌｌｉｓｍａｇｎｅｔｉｚｅｄｂｙＤＣＡＣｃｏｍｐｏｕｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｕｓｉｎｇａＵｓｈａｐｅｄｙｏｋｅ．ＴｈｅＤＣｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙａｃｔｅｄｏｎｔｈｅｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｒａｃｋａｎｄｇｅｎｅｒａｔｅｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅＭＦＬｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ．ＴｈｅＡＣｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｇｅｎｅｒａｔｅｓａｕｎｉｆｏｒｍｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｆｉｅｌｄｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｍａ

6、ｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｎｓｉｄｅｔｈｅｐｉｐｅｗａｌｌ．Ｗｈｅｎｔｈｅｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｆｉｅｌｄｉｓｄｉｓｔｕｒｂｅｄｂｙｔｈｅａｘｉａｌｃｒａｃｋ，ａｓｅｃｏｎｄａｒｙｉｎｄｕｃｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｓｇｅｎｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｅａｋａｇｅａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｉｎｄｕｃｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｃａｎｏｂｔａｉｎｔｈｅａｘｉａｌａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｒａｃｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃａｐａｂｉｌｉｔｙｓｉｍｕｌｔａｎｅｏ

7、ｕｓｌｙ．Ｂｏｔｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇｆｉｅｌｄ，ｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｆｉｅｌｄａｎｄｓｅｃｏｎｄａｒｙｉｎｄｕｃｅｄｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄａｃｔｉｎｇｏｎｔｈｅａｘｉａｌａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｒａｃｋｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｎｅｗｍｅｔｈｏｄｃａｎｄｅｔｅｃｔｂｏｔｈａｘｉａｌａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｒａｃｋ