帶包覆層大壁厚管道腐蝕脈衝渦流檢測理論與方法研究

《帶包覆層大壁厚管道腐蝕脈衝渦流檢測理論與方法研究》是依託華中科技大學，由武新軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：帶包覆層大壁厚管道腐蝕脈衝渦流檢測理論與方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：武新軍
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

隨著超（超）臨界機組技術、核電技術、石油化工與新能源的快速發展，帶包覆層大壁厚管道的套用越來越廣泛。為了保障設備運行的高可靠性，環保高效的帶包覆層大壁厚管道不停機檢測方法需求急迫，而現有的無損檢測技術不能很好地解決大壁厚、帶導磁保護層、鐵磁性的管道檢測問題。在此背景下，本項目將研究針對帶導磁保護層大壁厚鐵磁性管道腐蝕的脈衝渦流檢測理論與方法，主要內容包括建立導磁材料脈衝渦流檢測探頭感應電壓解析模型、增強管壁中渦流強度的激勵方法、集中管壁中渦流分布區域的聚焦方法、削弱鐵磁性保護層對檢測信號影響的方法、基於全波形的信號處理方法等。本項目的研究成果將為提高帶包覆層大厚壁管道腐蝕的檢測精度提供理論支持，在超（超）臨界機組、核電站等設備的無損檢測中具有廣闊的套用前景。

結題摘要

本項目旨在探討利用脈衝渦流技術對帶包覆層大厚壁管道檢測的理論與方法。 首先將帶包覆層管道看作四層平板結構，以諧波渦流場解析模型為基礎，並運用快速傅立葉變換法，建立了脈衝渦流探頭感應電壓的時域解析模型，並開發了相應的計算軟體，可用於求解任何形式的周期性激勵下的探頭回響。基於此，分析了占空比和邊沿時間對激勵頻譜分布的影響，並研究了其對檢測信號的影響，為大壁厚管道脈衝渦流檢測時激勵參數的選取提供了參考依據。然後在詳細分析解析模型中積分變數量綱的基礎上，從解析表達式中提取出入射場分布函式的表達式，提出了基於入射場分布特性的脈衝渦流探頭最佳化方法，較好地解決了探頭軸向磁場分布範圍與橫向解析度之間的矛盾。此外，還提出了一種基於磁約束的脈衝渦流檢測方法，提高了檢測靈敏度和空間解析度。其次從工程套用出發，針對帶鐵磁保護層管道檢測時儀器性能下降的問題，分析了保護層對瞬變磁場的禁止效應，提出了飽和磁化脈衝渦流檢測方法，通過將探頭下方的鐵磁性保護層磁化至飽和狀態，降低該保護層的磁導率，最大限度地削弱磁場禁止影響。對比實驗表明，探頭性能提高顯著。最後，提出了一種基於雙對數域中值濾波的信號預處理方法，在信號失真較小的前提下極大抑制了噪聲干擾。進一步，提出了基於脈衝渦流差分信號峰值時間、基於累積積分-擬合-微分及基於信號斜率的三種信號反演方法；同時利用典型的脈衝渦流信號與實Laplace小波波形的相似性採用實Laplace 小波對檢測信號進行分析，進一步深化了脈衝渦流檢測系統的特性研究。 本項目豐富了帶包覆層厚壁管道檢測的理論研究，全面深化了脈衝渦流檢測技術套用於帶包覆層管道的研究。本項目申請發明專利3項，獲得計算機軟體著作登記權1項，發表論文9 篇，其中三大索引收錄7篇，培養研究生4名。同時也為國家標準《GB/T 28705-2012 無損檢測 脈衝渦流檢測方法》的編制提供了重要理論支持，有利於脈衝渦流檢測技術的推廣套用。