管道内检测是确定管道变形、腐蚀、裂纹、缺陷程度的重要手段,检测结果为管道运行、维护、安全评价提供科学依据。本文以管道缺陷检测和预判方法为研究重点,通过对漏磁检测理论与应用的研究,分析了两种结构漏磁检测装置的缺陷检测能力,提出了空间弱磁场条件下内外缺陷识别(ID/OD)方法,为管道缺陷检测的完整性评价确定了技术基础;在铁磁材料磁畴结构的微观机理研究基础上,提出了弱磁条件下检测应力集中区域的方法,通过实验证明了方法的可行性,为解决管道的安全评价提供了一种有效的手段。本文研究了管道缺陷内检测机理和检测模型,应用磁偶极子方法对不同励磁方向下,缺陷处磁场分布进行了数学解析计算;应用有限元方法对同一规格缺陷在高饱和状态下、近饱和状态下表面漏磁场分布,空间弱磁场条件下的内外缺陷表面磁场分布情况进行了数值仿真计算。通过对漏磁检测装置两种结构的研究,提出了一种解决传统管道漏磁内检测设备结构复杂,管道通过能力低的方法;通过对空间弱磁场检测的研究,提出了识别管道缺陷内外壁分布的一种有效方法。实验分析了两种结构装置的缺陷漏磁检测(磁极中间区域检测和磁极后部区域检测)信号特征和识别能力:磁极中间区域检测精度为内缺陷最小识别面积表面直径φ3mm,深度10%壁厚的凹坑缺陷,外缺陷最小面积识别表面直径φ3mm,深度20%壁厚的凹坑缺陷,可以检测到直径φ2mm的透孔;磁极后部区域检测精度为内缺陷最小面积识别表面直径φ4mm,深度20%壁厚的凹坑缺陷;外缺陷最小面积识别表面直径φ4mm,深度40%壁厚的凹坑缺陷;可以检测到直径φ3.5mm的透孔,通过比较实验结果可知磁极后部区域检测可以在适当降低检测要求的条件下,作为简化管道内检测装置的一种手段。实验研究了空间弱磁场条件下内外缺陷识别的信号特征和识别能力:可以有效检测出内表面直径φ2mm,深度10%壁厚的凹坑缺陷;而对外表面宽度10mm,深度50%壁厚的凹槽缺陷无有效检测信号,该方法可以作为内外缺陷识别的有效途径。根据铁磁学的相关理论,研究了磁畴模型下铁磁体的内部磁特性;分析了铁磁材料磁畴结构产生的微观机理,并通过对磁畴结构运动变化规律,即磁畴壁移动和磁矩转动规律的研究,分析了外加磁场和外加应力对磁畴的影响,以及由此引起的材料磁特性的变化;通过理论分析和仿真实验,针对管道完整性评价中缺陷区域的预判问题,提出了一种弱磁场条件下应力集中区域的检测方法。实验设计了Q235(钢材号)应力模型试件,建立了在无外部励磁、弱磁场激励、强磁场激励条件下的实验方案。地磁条件下对没有形成应力集中区的标准试件和两条具有不同应力值的试件进行直接磁检测,得到了在无外部励磁的条件下应力集中区域的信号特征,应力集中区域表面磁感应强度水平分量和垂直分量信号峰峰值均达到1.4Gs;在外部励磁条件下,通过改变试件与励磁装置的相对位置,得到了在不同励磁条件下应力集中区域的信号特征,应力集中区域表面磁感应强度垂直分量信号峰峰值均可以达到14Gs-24Gs。实验结果表明:强磁场激励条件下应力集中区不敏感;弱磁场条件下应力集中区域可以检测,而且检测结果具有很好的重复性;无励磁条件下,应力集中区可以测量,但信号受外界条件影响很大,而且外加强磁场后,自身有效信号消失,不可恢复。实验证明了弱磁场条件下应力集中区域检测方法的可行性,该方法可以作为应力集中区域检测的有效途径。通过理论分析和实验研究,验证了所采用基本理论的正确性和方法的可行性。