可变径管道漏磁检测有限元仿真与实验研究

为了更好地支持压力管道检验,降低事故率,本文基于漏磁检测原理,利用有限元分析软件建立了管道外漏磁检测模型,对管道漏磁检测进行了仿真计算,得到了缺陷处漏磁场特征曲线,模拟了圆柱形缺陷对管道外壁漏磁场的影响,得出了不同参数缺陷对漏磁场的影响规律,并且基于理论和有限元计算结果试制了可变径管道外漏磁检测仪的样机,利用该检测仪对壁厚为8mm的带有人工缺陷的管道进行扫描检测,研究不同参数缺陷对漏磁场信号的影响规律。结果表明,所得结果与有限元仿真的结果吻合良好,且缺陷检测精度及效果满足要求,另外,检测装置对内外壁缺陷检测同样可行有效,适合特种设备（压力管道）检测的工程应用。     

油气储罐罐壁焊缝静载拉伸检测试验研究*

为建立磁记忆信号与罐体焊接缺陷演变的对应关系,获得以非接触方式检测焊缝处的磁记忆信号来实现对罐体的早期预警和无损检测技术,开展罐壁焊缝试样静载拉伸试验,研究油气储罐在静载拉伸过程中焊缝的磁记忆信号变化规律,并结合有限元模拟仿真进行磁场分布规律的分析。结果表明:磁记忆信号梯度值会在焊缝缺陷处产生突变;随着裂纹深度的增加,磁记忆信号梯度峰峰值呈线性增加,并且峰值随着拉伸载荷的增加而线性增加。     

常压储罐底板泄漏检测技术

本文从一个常压储罐底板泄漏检验案例出发,结合不同无损检测新技术的应用,进一步论证了声发射在线检测技术、高频导波检测技术和开罐漏磁检测技术等新型技术在常压储罐底板检测的可行性。结果表明,储罐底板声发射检测发现2处疑似泄漏信号的可疑区域,为下一步开罐复核缩小检测范围,高频导波检测、漏磁检测各锁定1处缺陷位置,经真空试漏判断为漏点位置,为常压储罐开罐检测和在线检测提供了又一实际的工程案例。     

漏磁检测技术的研究与发展现状

漏磁检测技术是一种用来检测铁磁性材料表面腐蚀、凹坑、凹槽、裂纹等缺陷的电磁无损检测方法,已被广泛应用于大型常压储罐、压力管道及元件和钢丝绳的检测。本文给出了漏磁检测技术的原理及特点;综述了国内外漏磁检测技术的理论研究和应用研究现状及漏磁检测信号的放大、滤波、处理方式和缺陷识别等处理方法;分析了影响漏磁检测结果的磁化强度、提离、扫查速度、缺陷位置及形状、表面状态等各种影响因素;介绍了国内外钢管(棒)生产线自动化漏磁检测设备、钢丝绳漏磁检测仪、储罐底板漏磁检测仪、管道外部漏磁检测仪、管道内漏磁检测器等仪器设备和相应的检测标准;最后指出漏磁检测技术目前仍然存在的问题和发展趋势。     

缺陷深度对低频交流励磁检测结果的影响

文章针对承压设备常用铁磁性材料的腐蚀缺陷,进行了低频交流励磁检测方法的仿真和试验。基于低频交流励磁方法的仿真模型,分别研究了腐蚀缺陷位于上下表面时,缺陷深度变化对检测结果的影响。研究得出了磁场的幅值与相位值随缺陷深度的变化规律并进行了试验验证。结果表明,仿真结果与试验结果趋势相符。     

常压金属储罐声发射检测定位影响因素浅析

常压金属储罐目前广泛应用于石化、工业储运等业务。常压储罐一般尺寸较大,且存储介质多为腐蚀性介质,罐底腐蚀泄漏事故时有发生。目前针对罐底的腐蚀状况检测,主要是利用测厚和漏磁检测,这些方法需要开罐进行,费时费力,增加检测成本。     

对接焊缝缺陷漏磁场特征分析及识别研究

为实现钢板对接焊缝存在不同类型缺陷的识别研究,针对铁磁性焊缝的特点,探讨应用漏磁法检测钢板对接焊缝不同类型缺陷。根据漏磁检测(MFL)原理,采用有限元方法(FEM),分别建立钢板对接焊缝中可能存在的裂纹、气孔、未熔合和未焊透等缺陷的三维FEM模型。研究钢板对接焊缝包含以上不同类型缺陷时所产生的漏磁场分布特征,得到漏磁场磁感应强度水平分量和垂直分量相关对比分析曲线。仿真结果表明:漏磁法适用于钢板对接焊缝缺陷的识别研究;根据漏磁场磁感应强度分量的曲线特征,能够实现对焊缝缺陷的分类。     

高分辨焊缝漏磁检测数值模拟研究

基于漏磁检测原理,利用有限元对管道焊缝漏磁进行计算分析,分别研究探头提离和缺陷深度对漏磁场及其分布情况的影响。计算结果表明,探头提离对漏磁场信号值有很强的影响作用,随着探头提离的增大,漏磁场先快速减小后变化缓慢;改变焊缝上缺陷的深度,漏磁场强度会随着深度增加而增大。通过分析数值信号和探头提离的非线性关系,以及缺陷的漏磁信号在对称位置上的对称关系,可借此设计交错阵列排布的一种焊缝漏磁检测的高分辨探头。     

储罐底板声发射检测中传感器布置方法研究

为提高煤化工行业储罐底板声发射(AE)检测过程中声源定位的准确性,对储罐底板进行现场检测试验。在距离储罐底板不同高度分别布置传感器后进行检测,并在试验过程中安装护卫传感器,对比分析各传感器在相同的检测时间内所采集的数据,探究传感器的适宜位置及准确布置方法。结果表明,传感器布置高度对AE检测结果影响显著,护卫传感器能有效屏蔽大量罐内噪声信号,使定位结果更加准确。该试验条件下,得到了传感器所在点和储罐底板中心连线与储罐底板的最优夹角区间;在此区间内布置传感器所检测得到的定位结果与开罐漏磁扫描结果基本一致。     

45#钢金属磁记忆信号变化特征分析

为研究铁磁试件在不同应力下的磁化特征，对无预制缺陷的45#钢平板试件进行拉伸试验，并在线测量了不同应力水平下试件表面的漏磁场分布，分析了试件表面漏磁场分布与应力分布之间的关系，以及应力对磁记忆信号的影响；在磁记忆特征值提取方面，利用传统的磁场梯度K值，可以有效的检验应力集中部位，实验证明，可以通过此特征值对试件的安全性做出检测及评估。     

磁记忆技术在储罐罐壁应力集中检测中的应用

将磁记忆技术应用于储罐罐壁应力状态检测,发现了典型的整圈应力突变现象。利用常规无损检测方法复验,排除了宏观缺陷存在,判定是由于应力集中引起的早期损伤。并针对罐壁的应力分布状态及储存介质腐蚀特性进行了应力集中原因的研究和分析,为后期储罐使用及维护提供相应的对策。     

大型储罐底板浸入式声学检测方法及样机设计

为实现大型储罐底板腐蚀的全域在线检测,提出一种浸入式声学检测方法。向储罐底板投放配有液浸式声学传感器的浸入式检测仪,控制其按预设路径行走,分单元采集罐底腐蚀声信号;结合采集的腐蚀声信号,运用平面小基阵单元算法定位罐底腐蚀声源;基于检测仪功能需求设计浸入式自动声学样机,该样机主要包括运动模块、检测模块及回收模块,具有自动全域检测、采集信号、定位腐蚀源及自行回收等功能;最后将该定位算法用于模拟储罐声源定位试验。结果表明:使用平面小基阵算法对模拟储罐声源定位的精度误差在0.2%以内,且定位精度不受声源角度的影响。     

常压储罐底板泄漏声发射检测方法及应用

为解决常压储罐泄漏检测中容易出现的信号漏采、定位不精准等问题,基于声发射泄漏检测要求,提出一种适用于储罐底板泄漏检测的液位多级变化工况下声发射检测及验证方法,并规定具体的工艺流程。以某石化公司储罐为例,分析不同液位时采集得到的声发射信号特征,同时利用声发射技术对储罐底板泄漏进行区域定位,并采用开罐检测方法进行验证,发现随着液位的增加,信号活性先增大后减小,储罐底板泄漏声发射检测结果与开罐检测高度一致。研究结果表明：在多级液位下采集储罐底板泄漏声发射信号,可提高泄漏源定位精度,有效避免漏检情况发生。     

一种基于动生涡流磁场的钢质管道管体损伤外检测方法

钢质管道缺陷严重影响钢质管道的安全运行，目前大多数钢质管道检测方法效率较低，为提升钢质管道管体缺陷检测效率，提出一种基于动生涡流的管道缺陷高速磁检测方法，并对动生涡流磁场的检测原理进行解释。利用有限元，建立高速磁检测模型，分析动生涡流在管体的分布特点，及其与原磁场的相互作用；分析不同检测位置的磁场分布情况，选取最佳的检测位置。选用适合高速检测的多匝线圈传感器，以提高灵敏度和信号幅值。设计缺陷高速磁检测试验平台，开展不同速度、不同提离高度和不同种类缺陷(盲孔与刻槽)下的检测试验。结果显示：相较于其他检测位置，磁铁后方的动生涡流磁场强度较高，动生涡流磁场分布也较均匀，对缺陷的检测效果最佳，因此选取磁铁后方为检测点；在25 m/s的高速下，该检测方法对设置的几种缺陷仍有良好的检测效果；缺陷信号峰峰值与缺陷宽度、缺陷深度及检测速度均大致成正比；缺陷信号峰峰值与提离高度成指数关系，提离高度越大，峰值越小；缺陷信号峰峰值间距与提离高度大致成正比。综合研究显示，动生涡流磁场的检测方法与其他传统方法相比，在检测速度上有较大优势。     

地基沉降及动水压对储罐屈曲强度的影响

大型油罐在地震载荷作用下的罐壁屈曲属于弹塑性变形失稳。为研究地基沉降对非锚固储罐屈曲性能的影响,基于Ramberg-Osgood本构模型,考虑储罐底板、壁板、加强圈、抗风圈、非锚固环墙式地基等实际几何结构因素,采用三维有限元模型(FEM)数值模拟非锚固储罐在谐波沉降下的屈曲行为,研究水平地震力下罐内液体的动水压力、地基谐波沉降的次数及幅值对罐壁屈曲临界压应力的影响特征。结果表明:在谐波沉降及动水压共同影响下,储罐屈曲发生的位置为壁板加强圈之间,罐壁变形呈现非周期性变化。地基谐波沉降、动水压均降低了储罐的屈曲临界压应力,且相同沉降量下,随着谐波次数的增多,储罐抗屈曲的能力越来越弱。     

高峰矿提升机用钢丝绳无损检测方法的研究

介绍了利用漏磁场原理检测钢丝绳断丝 ,磁桥回路测量钢丝绳磨损信号 ,并实现在一个传感器中对上述多种缺陷的综合检测。在信号处理方面 ,结合不同信号特征 ,设计了相应的电路和处理软件 ,实现了缺陷的定量检测     

场站架空管道点蚀组合检测技术及应用

点状腐蚀是石油天然气场站内极为危险的腐蚀类型,目前的全面检验过程中对于点蚀的检测普遍采用超声波壁厚的方法,检测有效性低,而且单点检测方式无法对一定距离内的管道开展全覆盖检测。本文对比分析目前常用的检测技术,提出低频导波、漏磁和超声波测厚组合检测的方法。经过现场应用,组合检测方法可以发挥各检测技术的优势,提高点蚀缺陷的检测有效性。     

大型储罐底板焊缝缺陷非接触式自动检测仪的研制

为解决储罐底板焊缝缺陷缺少自动化检测手段的问题,基于电磁超声检测方法,研制一款自动检测仪;对于其中关键的检测传感器,研制一款激发斜入射SV波的电磁超声传感器,并在焊缝试板上测试传感器的检测能力;最终探究回波信号小波降噪方法,并在模拟储罐底板上进行试验,测试检测仪的行走记录能力。结果表明:无论试板有无防腐漆,该传感器能够准确检测出其焊缝的缺陷;根据极大极小阈值法(minimaxi),使用db4小波能够实现对回波信号的降噪处理;该检测仪可以实施储罐底板焊缝非接触式检测,并记录标记缺陷,形成带缺陷标记的检测地图,能够代替人工进罐检测,减少人员进罐清理检修可能造成的人员伤亡。     

如何防范石油化工储罐底板泄漏事故

火灾、爆炸事故是石油化工储罐最主要、也是最重要的危险因素,而泄漏是引发火灾爆炸的最常见原因。一项针对国内外发生的多起漏油事故的调查表明,腐蚀渗漏在泄诵情形中最为普遍,其中,罐底板腐蚀穿孔的发生率是最高的。因此,下文我们重点探讨储罐底板泄漏的情形,不包括罐顶溢流、罐壁泄漏、储罐附件设施渗漏和储罐密封性试验失效等。     

爆炸冲击下钢制浮顶储罐破坏的数值模拟

为获得大型钢制浮顶式储罐结构在爆炸冲击作用下的破坏机制,采用理论分析、缩比模型爆炸模拟试验与数值模拟结合的方法,研究浮顶储罐结构的破坏特征和内力变化过程。结果表明:由于爆炸冲击波的瞬间冲击作用,罐壁沿环向形成巨大的压缩内力,迎爆面罐壁顶部屈服导致罐体失稳破坏;浮顶罐的结构破坏经历了弹塑性动力响应过程,最终形成迎爆面罐壁的内凹塌陷和屈曲变形;并且,罐壁的内力以拉压力和产生弯矩的内力为主,但拉压作用更为明显,罐壁沿其环向处于受压状态,沿轴向处于受拉状态。