管道漏磁内检测不同磁路特征的管道缺陷特性研究

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随着国民经济水平和装备制造生产力的显著提高,石油、天然气等国家战略能源的重要性逐日提升,能源的长距离管道运输带来的安全问题不容忽视。但是,我国的能源运输管道网线规格不一、在役年限长久、分布错综复杂、运输距离过长、建管时间久,对管道检测的效率和安全性提出了巨大考验。在多种管道缺陷检测方法中,漏磁检测在效率、安全、成本方面有其突出的优势。在漏磁检测装置中,主要以永磁励磁方式为主进行轴向励磁,在励磁过程中存在着磁路的设计优化、永磁体几何尺寸、永磁体充磁能量以及管道间的材料特性等问题,解决这些问题对提高漏磁检测的效率、减小检测成本有一定的意义。针对漏磁检测中的永磁磁路优化以及仿真模型不够准确问题,基于漏磁检测及工程电磁场原理对永磁磁路进行分析,得到永磁磁路的磁化特点及其影响因素;提出了一种以直流电磁铁为励磁源的仿真模型,分析电磁励磁的磁路模型,通过COMSOL有限元法多物理场分析,分别建立具有相同磁化效果的两种励磁方式的仿真模型。研究不同的管道磁路特征的管道缺陷及特殊部件的磁路特性,探求电磁励磁模型与永磁励磁模型之间的联系与区别。采用管道漏磁内检测装置进行实验,对不同磁路特征的管道缺陷及管道特殊部件进行检测,对比仿真数据与实验数据,分析磁感应强度分布特点,对电磁励磁仿真模型的准确性进行验证。结果表明:相同的模型几何尺寸下,调整电磁铁参数可使电磁励磁与永磁励磁具有相同的磁化效果;对于不同磁路特征所表现出来磁通密度的特性,与永磁励磁仿真模型相比,电磁励磁仿真模型表现的形态趋势相同且结果更加贴近实验数据,证明了从电磁场角度来分析永磁磁路的可行性;电磁励磁仿真数据与实验数据存在线性比例关系,从而建立一种可以准确描述永磁磁路的电磁励磁仿真模型。对于分析永磁磁路的设计优化以及提高检测准确性具有重要意义。
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