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金属网对带包覆层管道隔热层下腐蚀脉冲涡流检测的影响分析
| 论文题名： | 金属网对带包覆层管道隔热层下腐蚀脉冲涡流检测的影响分析 |
| 关键词： | 带包覆层管道;低碳钢金属网;隔热层下腐蚀;脉冲涡流检测 |
| 摘要： | 在石化、火电、供暖等行业，具有保温或保冷作用的管道应用广泛。这类管道常采用带包覆层结构，易发生隔热层下腐蚀（CorrosionUnderInsulation,CUI），给安全生产带来隐患。脉冲涡流检测（PulsedEddyCurrentTesting,PECT）作为涡流检测的一个分支，已被成功地用于CUI的快速扫查，但目前关于嵌在隔热层中的金属网是否会影响脉冲涡流检测结果的相关研究较少。因此，本学位论文开展了金属网对CUI-PECT影响的研究，主要研究工作如下： 将带包覆层管道简化为多层平板结构，建立了CUI-PECT有限元仿真模型。针对PECT激励源分为恒流和恒压的两种情况，分析了恒流加载与恒压加载的差异，对两种激励模式下的CUI-PECT进行了有限元仿真。仿真发现两种激励模式下，铝和不锈钢金属网对试件中感应涡流及探头感应电压信号几乎没有影响，而低碳钢金属网则会导致探头足迹的显著增加及涡流强度的显著下降。进一步地，分析了低碳钢金属网电磁和几何参数对CUI-PECT的影响，结果表明，磁导率、线径和孔径是影响探头足迹和涡流强度的三个主要因素。 随后，以均匀壁厚减薄这种典型CUI缺陷为对象，仿真研究了低碳钢金属网对探头感应电压信号特征量的影响。结果表明，在恒流加载条件下，低碳钢金属网的存在会增大探头足迹（可达47.3%）、降低感应电压信号的幅值，导致感应电压晚期信号斜率的减小以及降低试件横截面处的最大涡流强度，从而降低PECT探头对CUI的检测能力；在恒压加载条件下，低碳钢金属网的存在也会降低感应电压差分信号的幅值，同时减缓差分信号峰值随CUI尺寸的变化；分析上述仿真结果，可得出低碳钢金属网对PECT的影响主要为PECT探头足迹的增加（可达46.3%）和涡流强度的衰减。两者综合影响，降低了PECT探头对CUI的检测能力。 最后，在恒流和恒压加载下进行了Q235钢板预制壁厚减薄缺陷的PECT检测实验验证。恒流条件下，对面积分别为120×120mm、240×240mm和400×400mm，深度分别为2、4和6mm的CUI进行了检测实验，结果表明Q195低碳钢金属网存在时，PECT晚期信号的斜率小于相同条件下无网时的PECT信号斜率。在恒压条件下，对面积为120×120mm，深度为2、4、6和8mm的CUI进行了检测实验，结果发现，Q195低碳钢金属网会降低PECT差分信号的峰值，且会减缓差分信号峰值随CUI深度的变化。 仿真和实验结果均表明，在PECT探头采用恒压/恒流两种加载模式下，低碳钢金属网都会增加探头足迹的尺寸，降低被测试件的涡流强度，从而降低PECT探头对CUI的检测能力。 |
| 作者： | 周振 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 徐志远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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