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带包覆层管道复杂结构部位腐蚀脉冲涡流检测技术研究
| 论文题名： | 带包覆层管道复杂结构部位腐蚀脉冲涡流检测技术研究 |
| 关键词： | 带包覆层管道;复杂结构部位;腐蚀检测;脉冲涡流 |
| 摘要： | 带包覆层管道腐蚀检测是无损检测技术面临的技术挑战之一。传统的检测手段需要拆除全部或部分包覆层进行检测，需要耗费大量成本，而且在复杂结构部位存在检测精度低或无法检测的问题。脉冲涡流检测技术是涡流检测技术的新兴分支，作为一种非接触式检测手段，该技术具有不需要拆除包覆层、无须停机检测等一系列优势。本文为对带包覆层管道复杂结构部位的腐蚀检测进行研究，从脉冲涡流传感器设计着手提升检测灵敏度，并进行检测成像。本文从几个方面对问题进行了研究。 第一，由于管道的特殊结构部位例如弯头部位本身的厚度不均，所以有效检测这些部位的缺陷尤其是局部缺陷需要用到聚焦探头，本文首先对聚焦探头进行了研究。研究了径向放置圆柱形探头与U形探头两种类型探头的聚焦特性，通过计算局部区域涡流耗散功率大小定量描述探头检测局部缺陷灵敏度。研究结论为：U形探头在检测局部缺陷时的灵敏度远高于参数相近的圆柱形探头，但在检测金属构件大面积腐蚀减薄上，两种探头灵敏度无显著差异。研究过程中对缺陷检测结果进行了成像方面的研究处理。 第二，对不同类型脉冲涡流聚焦探头进行了对比研究，以便优化探头设计。通过设计纵向放置的矩形以及U形和半圆形探头，在数值仿真中计算磁场进入带包覆层管道的磁通量的比例定量描述三种探头的能量利用效率，为推断探头的检测灵敏度提供思路。仿真表明半圆形较好，其次U形。实验也表明聚焦探头中U形和半圆形探头对带包覆层管道局部缺陷具有更好的检测灵敏度。 第三，带包覆层管道焊缝附近的缺陷以及弯头中的缺陷由于结构本身信号干扰易造成漏检，使用小尺寸的脉冲涡流聚焦探头，利用仿真和实验研究了焊缝附近和弯头部位的缺陷检测。仿真结果表明焊缝信号在时间剖面曲线上为凸起信号从而与下凹的缺陷信号不同，而弯头时间剖面曲线具有对称性从而可以利用对称性的破坏识别腐蚀缺陷。试验结果表明利用这些信号特征的检测方法具有实用性。实验与仿真结果相一致。 |
| 作者： | 杨帆 |
| 专业： | 仪器仪表工程 |
| 导师： | 付跃文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌航空大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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