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《华中科技大学》 2010年
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钢管漏磁检测新原理及其应用

孙燕华  
【摘要】: 作为一种高效的无损检测方法,漏磁检测已被广泛应用于各种铁磁性材料的缺陷检测与评估中,特别在自动化钢管探伤上优势显著。迄今为止,漏磁检测研究已接近100年,随着探伤需求的增加,检测指标的提高,漏磁检测方法的深入研究和新原理的发现具有重要的理论意义,同时也是寻求钢管漏磁无损检测新方法的途径之一 首先,以电磁学中基本磁作用及其物理特性为切入点,结合已有漏磁检测方法及设备工作特性的梳理和分析,将缺陷漏磁场的形成机制描述为三个主要过程:磁折射、磁扩散和磁压缩,形成缺陷磁泄漏成因的新机制;通过数学推导、有限元仿真及试验对该机制展开了剖析与论证;从中得知背景磁场会消弱磁折射却会增强磁压缩,导致缺陷漏磁场的减小,为提高漏磁探伤灵敏度提供了理论依据。 进一步地,形成一种新的磁真空泄漏原理及检测方法。在清除较强的背景磁场后,待检体内磁通在缺陷处发生最大化偏转磁折射,且在无反向磁压缩的环境中顺利扩散到体外磁真空区域中,让磁敏感元件拾取到最强的漏磁信号,同时降低了由背景磁场引发的信号噪声。在采用有限元仿真及试验验证上述方法的过程中,发现了缺陷漏磁场的异变与失真现象,为漏磁场检测信号的解释找到了根源。 在上述研究基础上,以钢管高速探伤为例,提出了基于正交磁化的钢管非旋转高速正漏磁检测方法,成功应用于连续油管在线探伤中。进而,发明了基于单一轴向磁化的钢管非旋转高速漏磁检测方法,成功应用于钢带的在线探伤中。上述两套设备已在全球第三条我国第一条连续油管生产线上连续运行了一年多。 在寻找钢管内外伤区分方法的过程中,提出一种永磁扰动无损检测原理,用简单的结构、最小的代价实现了铁磁性构件表面伤的检测,进一步地发明了一种永磁扰动和漏磁检测方法相结合的钢管内外伤检测信号区分方法,解决了钢管内外伤的100%区分问题,实现了钢管内外伤损伤当量的统一评判。 最后,为了挖掘缺陷漏磁检测信号的细微特征,采用了逐步细化的多层空气层建模有限元法对缺陷漏磁场进行了细致的计算与分析,获得了检测信号特点及形成原因的准确解释,为定量漏磁检测奠定了基础。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG115.284

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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2 宋小春;杨林;许正望;;管道周向磁化漏磁检测有限元分析[J];中国机械工程;2011年22期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 宋凯;基于直流磁化的钢管缺陷涡流检测信号产生机理[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨林;基于有限元的钢管周向磁化漏磁检测方法研究[D];湖北工业大学;2011年
2 胡晓亮;套铣筒螺纹漏磁探伤方法与系统[D];华中科技大学;2011年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
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10 汪滨波;廖昌荣;韩亮;谢云山;石祥聪;;铁磁构件局部缺陷漏磁模型与实验验证[J];传感技术学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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4 余世杰;袁鹏斌;龚丹梅;吕拴录;李连强;;S135钻杆刺漏原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
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7 徐江;童朝平;武新军;黄河;康宜华;;基于Windows的漏磁检测软件平台开发[A];2007'湖北·武汉NDT学术年会论文集[C];2007年
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10 黄凯明;王兆明;林发炳;;连续平衡数字滤波器参数研究[A];2006中国控制与决策学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 宋凯;基于直流磁化的钢管缺陷涡流检测信号产生机理[D];华中科技大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李新蕾;金属磁记忆检测机理的试验研究与有限元仿真[D];南昌航空大学;2010年
2 潘强华;磁记忆检测技术力—磁效应的试验研究[D];南昌航空大学;2010年
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5 马振燕;多小波在钢丝绳缺陷信号处理中的应用研究[D];中南林业科技大学;2007年
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8 薛亚亭;钢丝绳断丝检测软件系统的设计[D];太原理工大学;2011年
9 陈娟;钢丝绳断丝在线检测装置的研究[D];太原理工大学;2011年
10 刘百成;永磁激励下应力检测方法的研究[D];沈阳工业大学;2011年
【同被引文献】
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1 陈棣湘;潘孟春;罗飞路;;三维磁敏传感器的设计及误差分析[J];传感技术学报;2006年03期
2 吴相楠;李陇杰;张冰;丁晖;;基于电涡流传感器的金属材料表面形貌三维可视化检测[J];传感技术学报;2012年03期
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4 孟庆波 ,吴和泰 ,陈文树 ,孟繁勇;磁敏元器件及传感器[J];传感器世界;2000年06期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘瑞芳;基于电磁场数值计算的永磁电机性能分析方法研究[D];东南大学;2002年
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1 刘振飞;图像预处理算法的硬件实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李元媛;视频检测技术在钢管缺陷检测中的研究[D];合肥工业大学;2011年
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4 陈志中;超磁致伸缩材料特性及其换能器测试技术研究[D];河北工业大学;2011年
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8 杨蕙;快速数字保护用电流互感器的暂态仿真研究[D];东南大学;2004年
9 朱娟花;钢管可视化超声波连续测厚系统的研究[D];合肥工业大学;2005年
10 郭希玲;交变漏磁检测技术及螺纹缺陷识别的研究[D];国防科学技术大学;2005年
【二级引证文献】
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1 程涛;管道裂纹磁致伸缩导波检测传感器研制与开发[D];湖北工业大学;2012年
【二级参考文献】
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1 蒋奇;管道缺陷漏磁检测量化技术及其应用研究[D];天津大学;2003年
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1 曹华珍;原油贮罐底板的腐蚀机理研究与防护措施[D];浙江工业大学;2002年
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1 蒋奇,王太勇,刘秋宏,蒋罕;基于径向基函数神经网络的管道缺陷漏磁场分析[J];无损检测;2002年12期
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1 中科院空间中心 王世余;太空环境好哨兵[N];中国航天报;2001年
2 本报记者 王冬冬;走近太阳风暴[N];黑龙江日报;2000年
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1 孙燕华;钢管漏磁检测新原理及其应用[D];华中科技大学;2010年
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3 张国光;管道周向励磁漏磁内检测技术的研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 丁劲锋;石油管具螺纹漏磁检测方法研究[D];华中科技大学;2006年
5 彭永胜;基于漏磁检测机理的钢管小缺陷精确量化识别理论及系统研究[D];天津大学;2005年
6 唐莺;基于脉冲漏磁检测机理的缺陷检测研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 宋凯;基于直流磁化的钢管缺陷涡流检测信号产生机理[D];华中科技大学;2012年
8 张勇;漏磁检测若干关键技术的研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 曹印妮;基于漏磁成像原理的钢丝绳局部缺陷定量检测技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 蒋奇;管道缺陷漏磁检测量化技术及其应用研究[D];天津大学;2003年
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1 查卿;钢管漏磁检测探头及其装置研究[D];机械科学研究总院;2010年
2 程冬冬;便携式钢管漏磁检测仪的研究[D];合肥工业大学;2011年
3 高廷岩;管外多磁化单元结构优化设计与实验研究[D];东北石油大学;2011年
4 赵海龙;基于BP神经网络的缺陷漏磁检测量化技术研究[D];东北石油大学;2011年
5 徐江;钢管高速漏磁检测中若干关键问题的研究[D];华中科技大学;2005年
6 苏艳秀;管道漏磁三轴内检测技术研究[D];沈阳工业大学;2012年
7 朱浩;钢管漏磁检测线的磁吸机构与控制系统研究[D];华中科技大学;2007年
8 贾晓媛;基于漏磁原理的钢轨裂纹高速检测[D];南京航空航天大学;2012年
9 王学增;立式储罐壁板漏磁扫描检测方法研究[D];东北石油大学;2010年
10 方晓艳;三轴传感器技术在钢管缺陷信号采集中的应用研究[D];合肥工业大学;2012年
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