天然气管道尤其是小口径管道是城市燃气管道网的重要组成部分,是输送天然气的重要运输手段,具有广泛的应用前景。由于化学腐蚀、管道内部疲劳及老化等问题,管道爆裂事故频频发生,故对天然气管道开展无损检测具有重要意义。阵列涡流检测技术具有检测范围广、适应性强等优点,能够有效实现小口径天然气管道内壁缺陷的检测。本文从涡流检测理论出发,建立了基于ANSYS的天然气管道三维有限元模型,研制并优化了FPCB阵列涡流探头,搭建了天然气管道ECAT检测系统,试验证明了ECAT检测系统和探头的检测能力,实现了应用阵列涡流检测技术对管道内壁360o全方位检测。通过建立天然气管道三维有限元模型,研究不同类型缺陷的影响,分析了不同尺寸参数的裂纹、盲孔的检测信号变化规律,探究了不同类型缺陷的信号响应特征。设计天然气管道ECAT检测系统,搭建了由激励模块、分时复用模块、信号调理模块、信号采集模块等组成的硬件电路,实现了缺陷信号的提取、滤波和放大等功能;基于Lab VIEW2016编制了检测系统上位机软件,实现了缺陷信号的接收、处理和显示。优化ECAT检测系统参数,确定了激励电压为5Vpp,激励电流≤20m A;研究了FPCB阵列涡流探头检测灵敏度的影响因素,验证了探头稳定性及通道一致性;选取了最优激励频率为600k Hz、提离高度为4mm;以钢板及钢管为检测对象开展了涡流检测试验,实现了钢板和钢管表面长度为10mm、15mm和20mm不同长度裂纹的检测,直径为5mm、10mm和15mm不同直径盲孔的检测,深度为1mm、2mm和3mm不同深度裂纹和盲孔的检测;当裂纹长度≤线圈直径时,检测信号在钢板上呈现双峰现象,在钢管上呈现单峰现象;裂纹长度≥线圈直径时,检测信号在钢板及钢管上均为单峰;当盲孔直径≤线圈直径时,检测信号在钢板及钢管上均为双峰;对比了钢板和钢管表面相同尺寸裂纹和盲孔的检测灵敏度,验证了ECAT检测系统对天然气管道检测的可靠性。