相位放大技术在远场涡流检测中的应用

远场涡流(RFEC)技术是一种能穿透金属管壁的低频涡流检测技术,该技术适合于金属管道,尤其是铁磁性管道的在役检测.但是,由于远场涡流检测时频率低且相位变化微弱,为了更好地通过远场信号分析判断被检样品的不同缺陷,仪器必须具备相位放大功能.简要介绍爱德森公司研究开发的涡流相位放大技术.

管道裂纹远场涡流检测的三维仿真研究

远场涡流检测技术具有内、外表面敏感度相同的优点,因而适合铁磁性油气长输管道中裂纹缺陷的无损检测。利用数值方法对远场涡流检测过程进行了仿真,给出了检测信号与裂纹几何尺寸之间的量化关系。首先,根据麦克斯韦方程组推导出3维远场涡流磁场分布的数学表达式。然后,由ANSYS软件建立3维远场涡流有限元仿真模型,并分析磁场在管壁内的分布特性。最后,通过3维仿真模型估计轴向裂纹的几何尺寸参数(长度、深度、宽度)对远场涡流检测信号的影响,并就它们之间的对应关系展开讨论。仿真结果为实际管道裂纹检测器设计、远场涡流探头的优化和裂纹量化评估提供了有效参考。

油气管道裂纹远场涡流检测的仿真分析

利用有限元分析原理建立远场涡流仿真模型,并对管道裂纹的检测过程进行分析。首先,由麦克斯韦方程组推导出远场涡流的轴对称数学模型,分析磁场在管壁的径向传播特性;再采用局部分析法在ANSYS软件中进行模型优化,减小其计算规模,并估计管道内壁磁场的轴向分布;最后,通过仿真模型得到不同裂纹作用下的检测信号,并讨论了该信号相位与裂纹几何参数,如深度、宽度等之间的对应关系。仿真结果为实际开展远场涡流裂纹检测提供了有效参考。

基于远场涡流的管道局部缺陷定量评估方法

在基于远场涡流的管道缺陷定量检测中,设置12个紧贴内管壁、周向均匀分布的传感器作为接收线圈来实现管道局部缺陷的检测。当发射线圈处于管道缺陷位置时,传感器检测的远场涡流相位信号中叠加了发射线圈处缺陷所造成的伪峰信号,影响了传感器处管道缺陷定量分析的正确性;为了去除伪峰信号,在远场区域,设置了与发射线圈同轴的双接收线圈。去除伪峰后的传感器检测信号再进行强局部线性回归和小波阀值去噪处理,得到能真实反映管道局部缺陷的特征信号;最后,基于特征信号,提出了分别适用于单支管道和拼接管道的缺陷定量评估方法。通过实验验证,该评估方法在管道缺陷的定量检测中具有很好的实用性。

基于多元接收线圈的管道局部缺陷检测方法研究

在管道内部,基于远场涡流技术的局部缺陷定量检测中,当发射线圈处于管道缺陷位置时,接收线圈检测的远场涡流信号中叠加了发射线圈处缺陷造成的伪峰信号,影响了接收线圈处管道缺陷定量分析的正确性.为了实现基于远场涡流检测中局部缺陷正确的定量分析,本文在远场区域设置与发射线圈同轴的多接收线圈以及周向传感器阵列.同轴接收线圈用来获取远场涡流检测信号中的伪峰信号,周向传感器阵列用来检测局部缺陷.该方法通过两个接收线圈获取具有差分特性的两个远场涡流检测信号,然后利用维纳去卷积滤波器实现伪峰信号的获取,同时滤除测试中的噪声;最后,在用于局部缺陷定量分析的涡流信号(由阵列传感器获取)中减去伪峰信号,达到检测管道局部缺陷的目的.该方法通过实验仪器得到验证,在管道局部缺陷的定量检测中具有很好的实用性.

三维远场涡流探头的设计与应用研究

设计了一种新型三维远场涡流探头,通过其远场耦合特性确定了合适的屏蔽结构。以油田采油钢管为检测对象,对管壁的对称缺损和不对称缺损进行了对比检测实验,结果表明:新型探头可确定缺损的三维位置,既适用于大管径管道测量,又适用于小管径管道测量,适用性较高。

加氢高压空冷器全流场数值模拟和冲蚀预测

针对加氢装置的实际工况,运用ASPEN软件计算空冷器入口多相流的物性参数。运用Fluent软件中的Mixture模型、标准k-ε湍流模型和近壁面低Re模型,对空冷器入口管道、法兰、管箱、管束进行全流场数值模拟,对上、下两排空冷管束的流速和水相分率进行综合分析,实现冲蚀预测。计算结果表明:多相流流经空冷管箱时,会在法兰两侧形成大的漩涡,导致偏流;位于法兰左、右两侧的管束,出口位置水相分率的最大值分别偏向管束底部的左侧和右侧;上排易冲蚀的管束主要集中在正对法兰出口及管箱两侧,下排易冲蚀的管束主要集中在正对法兰出口。数值模拟结果与远场涡流检测、失效管束的解剖结果高度吻合,证明了预测方法的可靠性。

蒸汽相中c轴取向连续完美单层B-Al-ZS-M5沸石膜的原位制备

Continuous and perfect single-layer B-Al-ZSM-5 zeolite membranes with c-axis orientation, self-transformation from B-containing porous gla ss disks w ith rough and uneven surfaces full of pits, have been in-situ prepared on the su bstrates surfaces in a mixed vapor of ethylenediamine, tri-n-propylamine a nd H 2O . The thickness of the membranes is ca. 60 μm. Under the conditions of 20 ℃ and 0.1 MPa pressure difference, the permeabilities of H 2, O 2 and N 2 thro ugh the calcined B-Al-ZSM-5 zeolite membranes are 2 298×10 -8 , 1 176 ×10 -8 and 1 368×10 -9 mol/(m 2·s·Pa), respectively. The calculated values of ideal se lectivities of H 2 an d O 2 over N 2 are 16 8 and 8 60, respectively. The data indicate that the c alcin ed zeolite membranes are non-pinhole, non-crack, continuous and perfect.

CNG储气井套管远场涡流检测的设备研制

在研究远场涡流理论的基础上,针对CNG储气井套管损伤的特点,设计研发一套远场涡流检测系统。重点阐述了激励线圈和检测线圈的功能及设计,该远场涡流检测系统可以用于CNG储气井套管损伤检测。

远场涡流技术及国内外进展

介绍了无损检测领域里最新的远场涡流技术的发展、检测原理、检测方法及应用，概括总结了近年来国内外的技术进展，探讨了目前仍存在急待完善解决的问题，以期推动此项技术的进一步发展．

远场涡流检测的缺损响应特性

Ｒ Ｆ Ｅ Ｃ１ 型远场涡流检测仪已研制成功．对它的电路基本结构、工作原理、测量方法及应用于管道检测试验所获得的缺损响应特性，包括幅值响应与相位差响应等试验结果。

高灵敏度远场涡流传感器的研究

针对传统远场涡流传感器的信号幅值及信噪比太低难以检测的实际困难 ,提出在传统远场涡流传感器中增加远场信号耦合装置及近场信号屏蔽阻尼结构 ,提高远场信号幅值与信噪比的设计方案 .

远场涡流检测技术在海底管道内检测中的应用

海底管道在生产运行过程中容易受到损伤和腐蚀破坏,管壁产生裂纹、点蚀和减薄等危害,严重威胁管道的安全运行,因此对海底管道定期进行内检测成为保障管道安全运行的必然需求。远场涡流无损检测技术是铁磁性管道在役检测的有效方法。本文结合平湖原油立管检测项目的实践,阐述远场涡流无损检测技术的基本原理,总结其优势和局限性,为其今后在海底管道内检测中推广应用提供借鉴。

一种基于远场涡流的管道大面积缺陷定位检测方法

在管道大面积缺陷的远场涡流检测中,由于远场涡流信号两次穿透管壁,远场涡流检测信号会两次出现对应于缺陷的特征响应,第1次响应为峰值信号,第2次响应为伪峰信号。峰值信号可实现管道检测处缺陷的正确定位与定量,而伪峰信号会在管道检测处造成错误的缺陷评估。并且,伪峰信号因为缺陷的形状、大小以及检测线圈尺寸而各异,对于缺陷定位、定量分析的影响亦不同。为了去除伪峰信号,首先采用同轴双接收线圈来获取具有时移关系的2个涡流检测信号,并校正2个检测信号由于检测位置以及其他因素造成的差异;然后,采用维纳去卷积滤波器滤除噪声并移除伪峰信号;最后,通过基于远场涡流的双接收线圈检测仪器,测试具有缺陷的管道。测试结果表明,该方法可行,具有很好的实用性。

多元检测线圈在石油拼接套管的远场涡流检测中的应用

在基于远场涡流的拼接套管检测中,拼接套管各管道分析的复杂性会因为远场涡流两次穿透套管壁的特性而增加.当发射线圈处于缺陷位置时,作者已提出基于双接收线圈的伪峰移除方法.当发射线圈处于正常管道位置时,伪峰移除方法并不能移除检测信号中发射线圈处管道的信息,所以本文提出弥补该不足点的方法.该方法首先通过去伪峰方法将检测信号中发射线圈附近的管道情况统一转化为无缺陷的情况;然后,采用维纳去卷积滤波器获取拼接套管上缺陷(接箍可视为缺陷)的位置信息,并根据缺陷位置反向定位拼接套管正常位置.最后,统一移除检测信号中发射线圈处管道的信息.该方法通过仪器测试科索#1井得到验证,有利于提高远场涡流在拼接套管检测分析中的实用性.

基于远场涡流法的管道缺陷识别的有限元仿真研究

远场涡流(RFEC)法是无损检测的重要方法之一,相对于其他无损检测技术而言更具优势。在基于远场涡流原理的基础上,利用有限元方法对远场涡流现象和二维轴对称缺陷进行了仿真和分析。首先,从麦克斯韦方程出发,对远场涡流进行数学建模,为有限元分析提供理论指导;其次,利用有限元法建立仿真环境,并对远场涡流现象进行二维仿真,借此设计出实验装置并确定了激励参数;最后,对轴向上不同位置、宽度和深度的缺陷进行分类对比仿真,研究了缺陷信号间的相互作用,确定了缺陷量化特征量,优化了缺陷信号。为以后的三维仿真和缺陷位置、尺寸及管道耗损的定量识别提供了理论依据。

远场涡流检测传感器速度效应仿真分析

为了分析远场涡流检测中传感器运行速度对缺陷响应信号的影响,采用多场有限元方法对远场涡流(RFEC)管道检测技术进行仿真研究。首先使用COMSOL有限元软件建立远场涡流管道检测频域与瞬态仿真分析模型,而后利用该模型对远场涡流检测原理以及传感器运行速度与缺陷响应信号的关系进行研究。结果表明:在采用远场涡流传感器检测管道缺陷时,传感器运行速度和行进方向对检测结果的稳定性有较大影响。当传感器运行速度过大时,缺陷检测信号与激励信号的相位差会出现较大变化;当传感器运行速度在2 m/s以下,且沿着激励线圈指向检测线圈的方向运动,检测效果较理想。

测速对远场涡流管道缺陷检测的影响

在基于远场涡流的管道缺陷定量检测中,在距离激励线圈2-8倍管道内径的位置设置了2个物理属性完全相同的接收线圈来实现管道缺陷的检测。当仪器以一定速度进行管道检测时,由于管道作为闭合导体,当产生磁场的激励线圈与管道产生相对速度时,由楞次定律可知,管道会产生阻碍磁场变化的感应电流影响缺陷检测。为了直观分析仪器速度效应给检测带来的影响,利用ANSYS有限元仿真软件建立远场涡流双线圈检测模型进行了仿真,鉴于远场涡流为低频测试以及仪器参数自身等限制,仪器存在最大检测速度,在最大检测速度以内仿真结果表明:随着仪器运行速度的增加两个检测线圈上的感应电压幅值减小,相位也有减小的特征,进一步反应速度对管道缺陷定量检测的影响,将检测的特征相位转化成管道壁厚,经过误差分析确定在最大速度范围内,远场涡流检测中由仪器速度效应带来的误差很小。

快淬Nd_(13.5)Fe_(79.6)C_(6.9)四方相成相规律的研究

讨论了快淬条件下Ｒ２Ｆｅ１４Ｃ的成相规律，指出淬态样品和铸态样品均有三个特征温度，其中Ｔｃ１为２∶１７型相的形成特征温度，Ｔｃ２为２∶１４型相形成特征温度，Ｔｔ为２∶１４型向２∶１７型转化的相转变温度，三个温度随淬速升高而降低，四方相的成相温区随淬速升高而变宽，同时在淬态退火形成Ｒ２Ｆｅ１４Ｃ要比铸态下退火时间短得多。