钢管轴向裂纹漏磁场无损检测论文

基于有限元的钢管周向磁化漏磁检测方法研究 摘要 随着国内众多大型钢管生产企业纷纷新建或改 扩建年产 50 万吨以上连铸连轧钢管生产线 以及多家民营和私营企业年产 10 万吨钢管连轧线相继建成 目前 我国已成为世界上第一大钢管制造 国和出口国 因此 如果钢管生产企业能在生产过程中及时发现管体 上缺陷 就可以避免后续工序的无意义加工 从而有效控制废料件 节 约生产成本 漏磁无损检测方法因其具有检测灵敏度高 检测速度 快以及对铁磁性材料内外表面缺陷均有较好检测能力等优点 因此 其在钢管等铁磁性构件的快速自动化检测方面表现出了显著的优势 目前 国内市场上的钢管高速漏磁检测基本被进口设备占据 而国内 相应的技术和设备尚无法满足钢管质量检测需求 尤其是针对管道轴 向缺陷的周向磁化漏磁检测技术 为此 基于三维有限元方法 本学 位论文重点研究了周向励磁作用下钢管管壁磁化场的分布特征 分析 了管道直径 壁厚等结构参数对管壁磁化场的影响关系 研究了不同 周向励磁场与管壁磁化场 缺陷漏磁场及背景磁场间的作用关系 并 探讨了基于 ANSYS 的漏磁有限元可视化软件二次开发技术 首先 在 漏磁有限元理论基础上 仿真分析了周向磁化钢管磁化场的分布特点 研 究了外加磁化场强度对钢管磁化场分布的影响 更多还原 Abstract As many large domestic pipe manufacturers have built newly or changed expanded annual output of 50 million tons continuous casting and rolling pipe production lines and a number of private enterprises have built annual output of 100 000 tons pipes continuous rolling lines China has become the world s largest pipe manufacturer and exporter at present Therefore if pipe manufacturers can find pipe defects promptly to avoid the follow up meaningless process it can effectively control the scrap 更多还原 关键词 钢管 轴向裂纹 漏磁场 无损检测 Key words steel pipeline axial crack MFL APDL nondestructive testing 摘要 4 5 Abstract 5 6 第 1 章 绪论 9 15 1 1 课题概述 9 10 1 1 1 课题来源 9 1 1 2 选题的目的及意义 9 10 1 2 钢管轴向裂纹无损检测的研究现状 10 13 1 2 1 钢管轴向裂纹无损检测方法 10 12 1 2 2 钢管轴向裂纹漏磁检测现状 12 13 1 3 论文的主要工作及章节安排 13 15 1 3 1 论文的主要工作 13 14 1 3 2 论文的章节安排 14 15 第 2 章 钢管周向磁化漏磁检测理论 15 20 2 1 引言 15 2 2 周向磁化漏磁检测原理 15 16 2 3 周向磁化漏磁检测的特点 16 17 2 4 周向磁化漏磁检测的难点 17 19 2 5 本章小结 19 20 第 3 章 管道轴向缺陷周向磁化有限元分析 20 38 3 1 引言 20 3 2 钢管磁化场三维有限元分析方法 20 31 3 2 1 漏磁场有限元计算理论基础 20 22 3 2 2 有限元软件 22 23 3 2 3 三维有限元的分析流程 23 24 3 2 4 管道周向磁化漏磁检测分析流程 24 28 3 2 5 仿真结果分析 28 31 3 3 钢管磁化场分布影响因素分析 31 35 3 3 1 不同外加磁化场强度的对管壁磁化场的影响 31 32 3 3 2 极靴截面尺寸对管壁磁化场分布的影响 32 33 3 3 3 管壁厚度对管体磁化场分布影响 33 34 3 3 4 钢管曲率对管体磁化场分布影响 34 35 3 4 轴向裂纹漏磁场影响因素分析 35 37 3 4 1 周向磁化强度对缺陷漏磁场的影响 35 36 3 4 2 缺陷走向对漏磁场的影响 36 37 3 5 本章小结 37 38 第 4 章 基于 ANSYS 的漏磁有限元可视化软件二次开发技术 38 58 4 1 引言 38 4 2 软件的结构 38 39 4 3 有限元分析模版设计 39 44 4 3 1 APDL 模版原理 39 41 4 3 2 周向磁化漏磁有限元分析模版 41 44 4 4 VC 8 0 用户界面设计 44 55 4 4 1 VC 与 ANSYS 的接口 44 46 4 4 2 VC 与 ANSYS 的参数传递 46 48 4 4 3 软件的数据库设计