管道漏磁内检测缺陷漏磁场二维ANSYS仿真过程

A.2 管道漏磁内检测缺陷漏磁场二维ANSYS仿真A.2.1问题描述管径为377mm，管壁厚度为8mm，对于二维几何模型来讲，管道检测装置是一个完全轴对称的图形，只需要建立1/4实体模型。

模型包括管壁、磁化器、永磁体、钢刷和轭铁。

图A.1中A1表示内缺陷的实体，深50%，长2cm，处于两个磁极中间；A2、A4为永磁体，厚3cm，长8cm，矫顽力为896000Oe，相对磁导率为1.05；A3、A5为钢刷，厚5cm，长8cm，相对磁导率为186000；A7为轭铁，厚2cm，长36cm，相对磁导率为186000；A10为管壁，厚8mm，长46cm，采用X52号钢，它的磁特性如表4.2成非线性，B-H曲线如图4.2所示；A6、A8、A9为空气域，是由包围检测装置和管壁的空气域分割而成，管壁外取5 cm宽的空气域，空气的相对磁导率为1。

图A.1实体模型以Y轴为对称轴（管壁轴向延伸方向），坐标原点取在管道中心，建立仿真模型。

A.2.2 ANSYS仿真GUI（图形用户界面）操作方法1. 创建物理环境（1）过滤图形界面GUI：Main Menu> Preferences，弹出图A.2界面对话框，选中“Magnetic-N odal”（磁场-节点分析），对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤。

图A.2过滤图形界面（2）定义工作标题Utility Menu>File>Change Title，在弹出的对话框中输入“MFL Analysis”，单击“OK”，如图A.3所示。

图A.3定义工作标题（3）指定工作名Utility Menu>File>Change Jobname，在弹出的对话框中输入“MFL_2D”，单击“OK”，如图A.4所示。

图A.4指定工作名（4）指定工作目录Utility Menu>File>Change Directory，弹出“Change Working Directory”对话框，选择（建立）工作目录“E:\MFL_ANSYS”，单击“确定”，如图A.5所示。

管道内外壁缺陷的漏磁检测戴光;吴忠义;朱祥军;杨志军;刘玉琢【摘要】为了更好地进行现场检测及缺陷定量分析,并探究缺陷类型及深度对漏磁场信号的影响,根据标准NB/T 47013.12-2015制备管件校准试件、对比试件和裂纹试件.利用可变径管道外壁的漏磁检测仪器对存在点蚀、裂纹等缺陷的38.1,50.8,76.2,101.6 mm 共4种管径的试件进行漏磁检测.结果表明,管外壁缺陷漏磁场信号强于内壁缺陷信号,内外壁漏磁场信号均随缺陷深度的增加而增强,槽形缺陷的漏磁场信号强于球形缺陷的漏磁场信号.%In order to better undertake field detection and quantitative analysis of defects,it is urgent to explore the effect of the type and depth of defects on the leakage magnetic field signal.According to the standard of NB/T 47013.12-2015,the pipeline calibration specimen and the contrast specimen and the crack specimen were prepared. The diameter-variable magnetic flux leakage testing device outside pipeline was carried out on the pipe diameter of38.1,50.8,76.2,101.6 mm,which were small defects such as pitting and crack.The experimental results show that the leakage magnetic field signal of the outer wall defect is stronger than that of the inner wall;the leakage magnetic field signal of the inner and outer wall is enhanced with the increase of the defect depth;the leakage magnetic field signal of the groove defect is stronger than that of the spherical defect.【期刊名称】《无损检测》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】6页(P19-23,28)【关键词】管道;漏磁检测;缺陷;定量分析【作者】戴光;吴忠义;朱祥军;杨志军;刘玉琢【作者单位】东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318;东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318;中石油川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院,广汉618300;东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318;东北石油大学机械科学与工程学院,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TG115.28管道运输已成为石油和天然气传输的首选方式，在国民经济发展的运输任务中起着不可替代的作用[1]。

漏磁 检 测法是 当前 国内外对 在役 油气 管 道 缺陷 本研究基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ电磁场 模 拟 软件 和油 气 田 检测最有效的方法之一 ，缺 陷识别技术是通过对检 管 道 检测 中常 用 的漏 磁 检 测 方法 ］ ，对 Ｑ ２ ３ ５ Ａ钢
ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｉபைடு நூலகம்ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ；ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ；ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ；ｆ ｌ ｕ ｘ ｌ ｅ ａ ｋ ａ ｇ ｅ ； ＡＮＳ ＹＳ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ； ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌｕ ｆ ｘ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ
（ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ １ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｖ ａ ｎ ｔ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｑ ２ ３ ５ Ａ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｉ ｐ ｅ ｆ ｏ ｒ ｕ ｒ ｂ ａ ｎ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｐ ｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ，ａ
ｏ ｆ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ Ｄｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ Ｕｒ ｂａ ｎ Ｗａ ｔ ｅｒ Ｐｉ ｐ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ
Ｚ ＨＡＮＧ Ｚ ｈ ｏ ｕ， Ｓ ＨＥＮ Ｌ ｉ ｗｅ ｉ ，ＧＡＯ Ｘｉ ｎ ｙ ｕ ａ ｎ，ＸＩ ＡＯ Ｙｏ ｎ ｇ，Ｌ Ｕ Ｘｉ ｎ ｒ ｕ ｉ

“Oa”段：这一段称为初 始磁化区。这一段B随H 增加缓慢增加，并且磁 化是可逆的。 “ab”段：磁感应强度B随H增加急剧增大。此 时若去掉磁化场，磁感应强度不再回到零，而 保留相当大的剩磁。因此“ab”段称为不可逆的 急剧磁化区。最大磁导率m 就出现在这个区 域内。
“bQ”段：磁感应强度B 随H的增加开始减慢， 这段称为旋转磁化区。 “QS”段：随H增加磁感 应强度B变化很小，这 个区域称为近饱和区。 不同铁磁材料的初始磁化曲线是不一样 的，软磁材料的磁化曲线比较陡峭，这说明 材料易于磁化；硬磁材料的磁化曲线比较平 坦，说明这种材料不易磁化。
④ 匀强磁场的磁感应线平行且距离相等，没有 画出磁感应线的地方不一定没有磁场。 ⑤ 磁感应线是一个个同心圆，每点磁场方向是 在该点切线方向。 4、磁场强度
在磁场中任意一点放一个单位磁极（N 极），作用于该磁极的磁力大小表示该点的 磁场大小，作用力的方向代表磁场方向。磁 场具有大小和方向，磁场大小和方向的总称 叫磁场强度矢量（简称：磁场强度）。
二、电磁感应定律 1、楞次定律与右手定则 （1）楞次定律：感应电动势趋于产生一个电流， 该电流的方向趋于阻碍产生此感应电动势的磁通 变化。适用于一般情况的感应电流方向判定。 可理解为： ①当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应 电流的磁场方向总是与原磁场方向相反； ②当穿过闭合回路的磁通量减小时，感应 电流的磁场方向总是与原磁场方向相同。
（4）磁化：使原来没有磁性的物体具有磁性的 过程叫做磁化。铁和钢制的物体都能被磁化。 （5）去磁（或退磁）：使原来具有磁性的物体 失去磁性的过程叫做去磁（或称为退磁）。 （6）同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引； 条形磁体两端磁性最强，中间磁性最弱。 2、磁场 （1）磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一 种物质。

管道内壁缺陷漏磁信号的ANSYS仿真与分析
汪友生;梁策
【期刊名称】《计算机测量与控制》
【年(卷),期】2005(13)3
【摘要】漏磁探伤法所检测到的缺陷除了可能是内表面或外表面、纵向或横向这些属性之外,它还有分等级的问题,即可能是一个导致管道报废的缺陷,也可能是一个不影响使用的"合格"缺陷,这要求检测系统有自动识别的功能.以管道内表面缺陷作为研究对象,利用有限元分析软件作为仿真分析工具,对不同内表面缺陷所产生的漏磁信号进行仿真分析,仿真结果表明,不同缺陷所产生的漏磁信号不同,缺陷的参数与其所产生的漏磁信号的参数之间有一定的对应关系,通过大量的模拟仿真数据和实测数据可找出这种对应关系,从而为缺陷的鉴别和管道使用寿命的评价提供依据.【总页数】3页(P273-275)
【作者】汪友生;梁策
【作者单位】北京工业大学,电子信息与控制工程学院,北京,100022;北京工业大学,电子信息与控制工程学院,北京,100022
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.管道漏磁检测缺陷信号的仿真分析与量化模型 [J], 丁战武;何仁洋;刘忠
2.钢管表面缺陷漏磁场与漏磁信号分析 [J], 蒋奇;王太勇;刘秋宏
3.检测管道内外壁缺陷漏磁信号所产生漏磁场的仿真与分析 [J], 林汉阳
4.天然气管道内壁缺陷形状的漏磁场分布特征及检测 [J], 杨杨;谢维成;张均富;郭晨鸿;王秀伟
5.管道环焊缝缺陷漏磁检测信号仿真分析 [J], 苏林;成文峰;刘保余;徐杰;宋威因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

因此，缺陷处总的磁场水平分量 Hx 和垂直分量 Hy 可通过对 dHx 和 dHy 积分求得，即矩形表面裂纹的 磁场可由式（7）和式（8）计算：
Hx＝ 2 sarctan
（7）
－ 2 sarctan
图 1 油气管道漏磁检测仿真模型
针对管道检测的轴对称结构，建立二维模型来模 拟实际问题。通过调整缺陷和磁极的距离实现弱磁场 环境，在磁极外部一定范围内，管壁同样处于弱磁或近 磁饱和状态，传感器在该区域对缺陷具有一定的检测 能力。利用物质磁化的磁荷模型，应用等效带偶极子 模拟磁场的分布（图 2，其中：2b 为缺陷的宽度；h 为缺 陷的深度； s 为两侧槽壁上的磁荷密度）[9-10]。
dH 1x=
dH 2x=－
dH 1y=
dH 2y=－
（1） （2）
（3） （4） （5） （6）
图 3 漏磁检测模型验证结果
2.2 不同深度缺陷的信号特征 在磁饱和环境下，漏磁信号与缺陷深度呈线性关
系[11]。为研究弱磁环境下缺陷深度与弱磁信号的对 应关系，在弱磁模型上制造宽度为 10 mm 的内缺陷和 外缺陷，缺陷深度由管道壁厚的 10％变化到 50％，间 隔为 5％。仿真结果表明：①在弱磁环境下，内缺陷径 向信号峰峰值最小为 1.18 T，出现在深度为 20％壁厚 条件下；最大为 1.85 T，出现在深度为 50％壁厚条件 下；缺陷深度在 30％~40％范围内，径向信号没有差 别。外缺陷径向信号峰峰值最小为 1.1 T，出现在深度 为 20％壁厚条件下；最大为 1.8 T，出现在深度为 30％ 壁厚条件下。②内缺陷轴向信号峰值最大为 0.175 T，
720
刘博，等：管道弱磁检测技术的有限元仿真
投产与运行
出现在深度为 40％壁厚条件下；最小为 0.05 T，出现 在深度为 10％壁厚条件下。外缺陷轴向信号峰值最

（ ＋ ２ ４Ｒ 一 加 Ｏ Ｒ８尺 ０ ＿ ８ Ｒ ＝ ） －
－
（） ６
铁 与管 壁 形 成 一 个 闭 合 磁 路 当管 壁 上 存 在 缺 陷
时 ，就 会在 缺 陷处 发 生磁 力线 的泄 露 ，形 成缺 陷漏
磁 场 在 周 向励磁 漏 磁 的检测 中 ．磁力 线 是沿着 管
Ｒ ≯— ０ －（ ＋ ２ ９Ｒｌ 尺１ ９１尺１ ４ Ｒｌ通 过钢 刷将 磁感 应线 导
—
人 到管 壁 当 中 ，使 管壁 达 到局 部磁 饱 和 ，磁 极 、轭
Ｒ ＋ ５Ｒ１ ３ １ ０ ６尺ｌ ６ 一 ＝ ＋ ）妒 Ｒｌ
心处 达到最 大值 ．从 中心 到边缘 周 向分量磁 感应 强 度值迅 速 下降
阻：
１ 周 向励 磁 漏 磁 检 测 原 理
周 向励 磁 漏磁 检 测技 术是 一种 新 的方 法 ．对 于
Ｒ＝ ｍ
（） ３
设第 ｉ 个磁 回路 的 磁通 量 为 ，此 回路 中永 磁
检 测 和定量 评 定轴 向导 向缺 陷具有 潜在 的优 势 ．已
成 为 国 际 上 的研 究 热 点 ［。周 向励 磁 检 测 的原 理 ６ １ 图如 图 １ 示 。 所
Ｒ 十 （ ＋ １ ８４ Ｒ８Ｒ４ ）九＝ Ｏ
Ｒｌ ３Ｒ ０ １一 ２ ＋ （ １ ０ ６ Ｒｌ Ｒ２ ＝０ ＋ ）
—
道 轴 向方 向 分 布 的 ． 当管 壁 存 在 轴 向 导 向的 缺 陷 时 ．磁 力线 的方 向与 缺陷 的延 伸方 向是 垂 直 的 ，因 此 ．周 向励 磁 方式 的漏 磁检 测 技术 能够 很好 地检 测
在 磁 路 分 析 中 ．磁 路 有 两 个 基 本 方 程 。分 别

115
２ ０ １ １年第３期
技术创新
ＡＮＳＹＳ城市天然气管道漏磁检测的缺陷识别方法
郭子健① 冉 林②
（①中国石油西南油气田销售分公司 ②重庆凯源石油天然气有限责任公司生产运行部）
摘 要 检测管道腐蚀缺陷及几何变形的漏磁检测工具已经运用了许多年，但是对于不同缺陷的漏磁信号识别仍有不足之处。 ＡＮＳＹＳ是目前最为流行的有限元分析方法之一，其强大的磁场分析功能能够很好的解决磁场问题。文章通过建立漏磁检测及管道模型 来模拟在城市天然气管道缺陷处的磁场分析。模拟结果表明，漏磁信号与缺陷尺寸呈线性关系并可以定量地确定缺 陷的尺寸。通过对 漏磁密度的环形曲线的分析，更进一步确定了管道缺陷的形状参数。
（３）体育管理部分。前文提到体育管理工作的三方面内容包含 体育课程管理、体育教学管理以及课余体育管理。围绕这三方面展开 分析，学校的有形投入同样可以归纳为三大块：领导重视程度、管理 队伍结构与素质以及质量控制，其中质量控制则是重中之重，它含有 对各种规章制度的建设与执行、教学训练质量监控、各环节工作质量 标准的建立、场馆设备使用的统筹安排及考试管理等。
长期以来，人们对高校体育工作投入的关注主要集中在学校的有 形投入方面，学校的无形资产投入则在相当长的一段时期内被忽视。 实际上，与企业的无形资产类似，高校体育工作投入的无形资产在学 校的发展壮大中同样发挥着不可替代的作用，已成为学校发展不可或 缺的战略资源。高校体育工作无形资产的概念目前尚无统一定义。通 过查阅相关文献可以发现，常见的一些如大学体育产业、高校体育代 表队的品牌和产权等等都可以定义为高校体育工作无形资产，由此可 以将高校体育工作无形资产的概念归纳为：＂为高校所拥有，以非实 物形态存在，能够为高校体育工作甚至高校发展带来利益和权利的各 种资源＂。

磁感应强度在数值上等于单位面积的磁通量：
B Φ/S 因此，磁感应强度也叫磁通密度。 磁感应线上每一点的切线方向代表该点的磁感 应强度的方向，磁感应强度的大小等于穿过与磁 感应线垂直的单位面积上的磁通量。 磁场强度只与励磁电流有关，而磁感应强度还 与被磁化的材料的性质有关。铁磁性材料的磁感 应强度B远大于磁场强度H。
二、电磁感应定律 1、楞次定律与右手定则 （1）楞次定律：感应电动势趋于产生一个电流， 该电流的方向趋于阻碍产生此感应电动势的磁通 变化。适用于一般情况的感应电流方向判定。
可理解为： ①当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应
电流的磁场方向总是与原磁场方向相反； ②当穿过闭合回路的磁通量减小时，感应
电流的磁场方向总是与原磁场方向相同。
（3）右手螺旋定则（安培定则）：用右手握 螺线管，让四指弯向螺线管的电流方向，大拇指 所指的那一端就是通电螺线管的北极（磁场方向） （安培定则二）。直线电流的磁场的话，大拇指 指向电流方向，另外四指弯曲指的方向为磁感线 的方向（安培定则一）。
表示电流和电流 激发磁场的磁感线方 向间关系的定则，适 用通电导体磁场方向 的判定。
S
B
（3）单位
= BScos
在SI单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是
Wb；在CGS单位制中，磁通单位是麦克斯韦
（Mx），1麦克斯韦表示通过1根磁力线。
1Wb=108Mx=1T·m2=1V·s。磁通量是标量，
但有正负，正负仅代表穿向。
（4）意义：B越大，S越大，穿过这个面的 磁感应线条数就越多，磁通量就越大。
（4）磁化：使原来没有磁性的物体具有磁性的 过程叫做磁化。铁和钢制的物体都能被磁化。
（5）去磁（或退磁）：使原来具有磁性的物体 失去磁性的过程叫做去磁（或称为退磁）。

摘要介绍了使用ANSYS软件对油田注水管道内的感应磁场进行仿真分析的方法。

利用ANSYS软件的特点，通过APLD语言，建立了大量的管道及线圈有限元模型，并对各种实际工况进行分析和求解，提高了效率及准确度。

通过对实际管道进行仿真，建立了管道周围的交变电磁场分布模型，同时也论证了采用ANSYS软件在实际工程中进行仿真分析的优越性。

关键词电磁场有限元仿真分析管道1 前言在油田生产中，注水管道一旦产生结垢沉积，其危害是相当大的。

电磁防垢技术具有不需添加化学药剂，不需拆除管道，磁场强度可操作调节等优点。

将电磁防垢技术应用于油田注水管道前景广阔。

对于恒定磁场，磁场强度的大小直接影响到防垢效果，而对于交变磁场的感应磁场强度目前无法测量。

本文主要利用ANSYS软件对交变电磁场进行分析，仿真管道内的磁场强度及其分布情况，从而有利于设计高效、实用的电磁防垢系统。

ANSYS软件在实际工程中的应用非常广泛，它强大的分析功能及处理、求解功能给人们的工作学习带来极大的方便，提高产品加工质量，缩短了设计周期。

本文主要是针对油田注水管道及其外部缠绕的线圈进行建模，分析线圈在管道内产生的感应电磁场。

由于各种管道的工况条件不同，所缠绕线圈中电流的变化不同，如果使用物理方法进行模拟仿真，不但操作复杂而且仿真精度差。

因此开发出一个基于ANSYS 环境的管道系统模型，在此基础上加载线圈电流，进行求解分析，便可完成全部计算及仿真。

该仿真使用APLD命令流完成从建模到求解的全部过程。

2 管道模型的建立建立三维有限元模型分析磁场。

由于ANSYS可以针对三维静态电磁场分析，以宏模式预创建过程完备的线圈，无须考虑时间轴，因此可以选择三维静态电磁场分析某一时间点处管道内的磁场分布特性。

自顶向下进行实体建模，定义柱体作为基元，利用基元直接构造几何模型。

创建模型时注意管道外的线圈应为无缝隙密布排列，否则将会存在严重的漏磁现象，影响实验结果。

其命令流如下所示：/prep7CYLIND,0.5,0.4,-1,1,0,360,CYLIND,0.4,0,-1,1,0,360, ！建立管道圆柱模型FLST,2,2,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-2VGLUE,P51XRACE,0.51,0.51,0.5,150,0.02,0.6, , , '111' ！建立线圈模型GPLOT3 网格划分在单元类型分配时选择管道材料的单元型为SOLID98—Scalar专用的三维单元类型。

第35卷第5期2020年10月中国海洋平台CHINA OFFSHORE PLATFORMVol.35No.5Oct.,2020文章编号:1001-4500(2020)05-0021-06海底管道漏磁内检测器磁路三维仿真剖分方法唐建华王增国2,赵可天1，郑莉3,高雯3(1.中海油能源发展装备技术有限公司，天津300452；2.中海石油(中国)有限公司，北京100010；3.北京华航无线电测量研究所，北京100013)摘要：针对海底管道漏磁内检测磁路三维有限元仿真设计方法计算量大和精度要求高等难点，对三维磁路优化剖分方法进行分析，提出一种基于局部细化剖分的新剖分方法，应用于三维整圈磁路设计中，解决三维仿真中建模与剖分的技术难点，并通过实测验证该方法的有效性。

关键词：漏磁内检测；磁路设计；三维有限元仿真；优化剖分；三维磁场中图分类号：TE973.6文献标志码：A3D Simulation Split Method of Magnetic Circuitof Submarine Pipeline Magnetic Flux Leakage Internal DetectorTANG Jianhua1,WANG Zengguo2,ZHAO Ketian1,ZHENG Li3,GAO Wen3(OOC Energy Development Equipment Technology Co.，Ltd.，Tianjin300452，China；2.China Offshore Oil(China)Co.，Ltd.，Beijing100010,China；3.Beijing Huahang Radio Measurement Institute,Beijing100013,China)Abstract:According to the research of the FEM simulation optimization split method,a new method is proposed based on locally refined mesh partition,solving the technical difficulties in modelling and splitting the3D FEM simulation.The new method is applied to the3D whole magnetic circuit design and is measured to be validity.Key words:magnetic flux leakage internal detection；magnetic circuit design；3D FEM simulation；optimization split；3D magnetic field0引言在磁路设计过程中,为避免修改尺寸造成反复投产,可采用偶极子数学建模和有限元仿真建模方法设计磁路。

漏磁检测的有限元原理与实验分析过程装备与控制工程孙博指导教师：杨志军摘要本文根据漏磁检测原理，把有限元方法引入电磁场分析中，并用通用的有限元分析软件ANSYS对缺陷所产生的漏磁场进行模拟和分析。

具体模拟的为储罐底板的腐蚀缺陷和其对应的几种不同壁减程度时的情况。

用ANSYS软件对缺陷进行了整体建模、划分网格、加载求解等步骤，最后得出缺陷处的漏磁场值以及各种模型图，找出缺陷上方具体位置的B、H值，并作了分析。

在所建模型中加入了聚磁结构，并将梯形聚磁和矩形聚磁作了简要的比较，对加入聚磁结构和未加入聚磁结构做出了分析比较。

将模拟计算所得出的结果与具体实验分析得出的结果作出了比较和分析。

关键字：漏磁检测；有限元；ANSYSAbstractThis thesis is based on magnetic flux leakage detection and contacts the finite element method to electromagnetic field analysis, and uses ANSYS software which is universal about the finite element method analysis to simulate and analyz e the default’s magnetic leakage field which is like step.I use ANSYS software to creat a model and mesh it , then define loads ,solve it and find the result and graph.The thesis also analyses the magnetic leakage field when using the theory of magnetic concentrating inspection, and also analyses and compares the ladder type with the rectangle of magnetic concentrating.At last compares with the result of empirical analysis about the data and the graph.Key words: magnetic flux leakage testing; the finite element ; ANSYS一、本文研究的主要内容本文研究的主要内容包括了解漏磁检测在石油化工工业中的应用，掌握储罐底板漏磁检测原理，重点完成储罐底板缺陷的有限元分析和实际缺陷实验分析。

管道缺陷漏磁检测信号的仿真
张喜艳;谭跃刚
【期刊名称】《机械》
【年(卷),期】2008(035)008
【摘要】漏磁检测是管道无损检测的常用方法,也是最有效方法之一.在检测管道的过程中,对于不同的缺陷会检测到不同的漏磁信号.通过建立管道检测的实体模型,对管道斜向裂纹缺陷所产生的漏磁信号运用ANSYS有限元软件进行模拟仿真,从仿
真信号中的磁通密度纵横向矢量图中,直观地显示了漏磁场附近的特点,找到缺陷轮
廓及参数.利用有限元可以分析出,缺陷漏磁场的峰值会随着裂纹的倾斜角度、宽度、深度、提离值的大小变化而变化,可以方便地建立大量大小不一形状不同的缺陷样
本库,为缺陷的识别提供依据并为定量分析做准备,为进一步对漏磁场的研究打下基础.
【总页数】4页(P58-61)
【作者】张喜艳;谭跃刚
【作者单位】武汉理工大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TH165.+2
【相关文献】
1.管道缺陷宽度对涡流检测信号影响的仿真研究 [J], 张路根;胡智;葛建明;刘伟成;汤新文;宋凯
2.经验模态分解在管道缺陷漏磁检测信号处理中的应用研究 [J], 蔡少川
3.海底输油管道缺陷漏磁检测信号采集与处理系统的设计 [J], 周林;阙沛文
4.管道缺陷漏磁检测单信道探头提离效应信号修复研究 [J], 宋志强;张莹;吴江
5.管道环焊缝缺陷漏磁检测信号仿真分析 [J], 苏林;成文峰;刘保余;徐杰;宋威因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

管道漏磁内检测缺陷可视化方法摘要：长期以来，管道漏磁内检测以其对管道内环境要求不高、不需要耦合剂、适用范围广、价格低廉等优越性，成为目前管道检测应用中使用最为广泛、技术最成熟的检测手段。

而对管道检测数据进行可视化分析，得到管道内部缺陷和焊缝的特征信息是对管道进行修复的前提条件，也是保证管道安全使用的一项重要工作。

关键词：管道漏磁；内检测；缺陷；可视化方法前言管道检测技术已有四十多年研究、发展的历史，是一个多学科领域的综合性研究问题，是以大量的理论和工程技术为背景的。

在漏磁、超声、涡流等检测技术方法中，漏磁检测技术应用最广泛、技术最成熟，适用于多种传输介质，对铁损失等常见的管道缺陷有着很好的检测效果。

１、管道漏磁内检测器管道漏磁内检测器分成三节，即测量节、计算机节和电池节。

每节的前后都有橡皮碗支撑在管道内，节与节之间由万向节相连。

整个系统靠油和气的推力向前行走。

每一节均为密闭结构，可耐１０ＭＰａ的压力。

其示意图如图１所示。

管道漏磁内检测器自带电源，随传输流体在管道中运行，在运行过程中由检测器携带的励磁设备向管壁加载恒定磁场，而由传感器测量管壁内侧泄露的磁通密度，测量数据经压缩后存放在检测器的存储设备中。

当检测器经过缺陷或其它特征物（螺旋焊缝、连接焊缝、Ｔ形接口和阀门等）时，会有漏磁通泄露出管壁而被传感器测得。

测试系统工作完毕，将其从地下取出，对沿途测得的数据进行处理和分析，可以判定管道内的缺陷及腐蚀情况。

图１漏磁检测器示意图２、数据的曲线图形管道漏磁内检测数据的曲线图形通常称为漏磁曲线。

漏磁曲线是人工对漏磁数据进行分析的主要依据。

管道漏磁内检测数据主要可分为缺陷数据和非缺陷数据两大类。

在管道无缺陷处，漏磁信号幅值较小，漏磁曲线平滑，没有特殊畸变；在管道有缺陷处检测到的漏磁信号由于边缘场效应发生突变，漏磁信号变化幅度较大。

根据管道漏磁内检测数据的结构，每条曲线表示一个通道（管道漏磁内检测装置的探头），每个漏磁数据的序数为曲线的横坐标、具体记录的数值通过一定的处理变换称为曲线上对应的纵坐标，连接相邻的点，画出漏磁曲线。

管道环焊缝缺陷漏磁检测仿真模拟毛瑞麒1,马梦想1,饶连涛1,许志军2,苏林2,储玲玉1,徐杰1（1.中国矿业大学，江苏徐州221116；2.中石化长输油气管道检测有限公司，江苏徐州221008）摘要：基于漏磁检测技术基本原理，采用有限元方法，应用COMSOL 软件对管道环焊缝及焊缝处常见缺陷磁化后产生的漏磁场进行了仿真模拟，得到描述磁场分布特征的磁通密度径向和轴向分量分布曲线。

通过改变焊缝余高以及焊缝处凹坑、错边和咬边的几何参数，得到了不同缺陷类型在不同尺寸下的磁场分布。

结果表明：管道环焊缝磁场分布呈增厚特征，且随着焊缝余高的增加，磁通密度径向和轴向分量值均明显增大；焊缝与其中心缺陷呈两者复合的磁场分布特征。

焊缝中心凹坑磁场分布呈减薄特征，且磁通密度轴向和径向分量峰的峰宽均随凹坑直径的增加近线性增大；随着错边量的增加，缺陷处磁通密度分布曲线的峰值均明显增大；随着咬边深度的增加，咬边位置的磁通密度减小。

关键词：管道环焊缝；径向励磁；焊缝缺陷；磁通密度；有限元模拟中图分类号：TG115.28文献标志码：A 文章编号：1001-2303（2020）11-0028-09DOI ：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.11.06本文参考文献引用格式：毛瑞麒，马梦想，饶连涛，等.管道环焊缝缺陷漏磁检测仿真模拟[J].电焊机，2020，50（11）：28-36.收稿日期:2020-05-27基金项目:国家自然科学基金（51301197）；江苏省自然科学基金（BK20130182）；大学生创新训练项目（202010290125Y ）；中国石油化工股份有限公司资助项目（318019-2）作者简介:毛瑞麒（1998—），男，学士，主要从事管道检验检测、管线钢完整性评估和有限元数值模拟的研究。

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0前言焊接过程受焊道设计、工艺、材料、环境等多方面因素的影响，不可避免地会出现各种缺陷。

管道磁检测缺陷磁场的ANSYS仿真研究作者：曲杰姜琳高春利来源：《中国科技纵横》2017年第10期摘要：针对海底管道检测中的缺陷磁场的特点，本文基于数值求解的方法，利用ANSYS 软件对缺陷磁场进行有限元分析。

并通过ANSYS软件采用控制单一变量法对漏磁场的影响因素进行了分析，得到了缺陷尺寸对磁场的影响情况。

关键词：ANSYS仿真；缺陷磁场；缺陷尺寸中图分类号：TG441.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0060-01Abstract：In view of the characters of defective magnetic field， based on the numerical solution， the finite element analysis of the defective magnetic field is carried out by ANSYS software. Through the ANSYS software， the influencing factors of the leakage magnetic field are analyzed by using the control variables method， and the influence of the defect size on the magnetic field is obtained.Key words：ANSYS simulation， Defective field， defect size1 引言管道运输目前已经成为最主要的油气运输方式，磁检测法被认为是的最有效的方法之一，国内外很多科学家对磁检测法进行了研究[1-4]，最常用的励磁方式是永磁磁铁励磁。

缺陷磁场需采用模拟方法进行分析。

数值法[5]是基于求解麦克斯维方程的一种分析方法，有很多不同的分支，最具代表性的是有限元法。

电子测量技术ＥＬＥＣＴＲｏＮＩＣＭＥＡＳＵＲＥＭ［ＥＮＴＴＥＣＨＮｏＬＯＧＹ第３１卷第７期２００８年７月电磁超声无损检测技术的ＡＮＳＹＳ仿真研究任晚可李健（天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津３０００７２）摘要：利用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对电磁超声无损检测技术进行了研究，通过仿真，比较了电磁超声检测过程中缺陷对被测导体表面磁流密度、磁感应强度和涡流等的影响，并介绍了ＡＮＳＹＳ软件进行瞬态电磁场仿真的过程，为电磁超声的研究提供了帮助。

关键词：电磁超声；有限元；无损检测；管道中图分类号：ＴＨ８７８文献标识码：ＡＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｃｏｕｓｔｉｃＮＤＴｂｙＡＮＳＹＳＲｅｎＸｉａｏｋｅＬｉＪｉａｎ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅａｓｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３０００７２）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｆｙｏｆｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ（ＮＤＴ）ｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｃｏｕｓｔｉｃｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ（ＥＭＡＴ）ｕｓｉｎｇｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ．Ｉｔｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｗｈｉｃｈｃｏｍｅｓｆｒｏｍｄｅｆｅｃｔｉｎｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙ，ｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｄｄｙｃｕｒｒｅｎｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｔｅｓｔｉｎｇ．ＴｈｅｓｔｅｐｓｏｆｕｓｉｎｇＡＮＳＹＳｔＯｓｉｍｕｌａｔｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｓｔａｔｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｈｅｌｐｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＥＭＡＴ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ｎｏｎ－ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔｉｎｇ；ｐｉｐｅｌｉｎｅ０引言管道作为能源运输的主要方式，其安全性是相当重要的。