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题名压力容器小口径接管结构损伤涡流热成像检测技术研究
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作者
郑文培
孙小茹
王梓凯
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机构
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室
国家市场监督管理总局重点实验室(油气生产装备质量检测与健康诊断)
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出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第6期92-102,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(5247041190)。
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文摘
压力容器小口径接管焊缝处通常具有复杂的结构,在压力容器运行过程中,焊缝受力复杂,容易造成应力集中,从而产生疲劳裂纹,导致泄漏甚至爆炸事故,小口径接管的结构损伤检测对压力容器安全服役具有重要的意义。涡流热成像技术可远距离检测大视野范围内的物体,特别适合压力容器小口径接管这类结构复杂的对象。基于涡流热成像技术对压力容器小口径接管进行损伤检测,针对接管尺寸小、结构复杂的特点设计了新型线圈。利用SolidWorks构建小口径接管和线圈模型,采用COMSOL进行电磁-热耦合模拟分析,研究在弧形双线圈的激励下小接管焊缝缺陷周围的温度分布情况以及线圈的适配性。模拟中探究相贯线扫描模式的热像方法,实现缺陷信号在相贯线维度的智能检测,并在一定程度上实现了缺陷长度的定量检测。同时,利用实验模拟进一步验证。结果表明:在弧形双线圈激励下,仿真结果表明缺陷区域与非缺陷区域的温度差最大可达10℃,而在实际测试中约为5℃,均能够有效区分不同尺寸的缺陷。
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关键词
压力容器小口径接管
涡流热成像检测
激励线圈
焊缝缺陷
定量检测
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Keywords
small-diameter nozzles of pressure vessels
eddy current thermography
excitation coil
weld defects
quantitative detection
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分类号
TN21
[电子电信—物理电子学]
X937
[环境科学与工程—安全科学]
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题名基于ACFM的压力容器小接管缺陷检测仿真与实验
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作者
吴明畅
孙明
郑贤英
徐航
刘景然
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机构
国家石油天然气管网集团有限公司西气东输分公司
中国特种设备检测研究院
国家石油天然气管网集团有限公司华中分公司
中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院
应急管理部油气生产安全与应急技术重点实验室
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出处
《中国安全生产科学技术》
CSCD
北大核心
2024年第S1期141-147,共7页
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文摘
为了解决因压力容器小口径接管结构特殊性而易发生失效的问题,减轻小口径接管在作业过程中与压力容器焊接的焊缝周围极易产生裂纹、腐蚀等严重缺陷的极大安全隐患,研究一种基于交流电磁场检测技术(ACFM),适用于压力容器小接管焊缝裂纹缺陷检测的新型探头;利用SolidWorks建立压力容器小接管几何模型;进行COMSOL Multiphysics缺陷检测仿真分析;重点探讨磁芯尺寸、电流大小、线圈匝数、提离高度等参数对检测的影响,基于以上优化后的参数开发小接管缺陷检测系统,搭建实验平台,实现集缺陷检测-信号传输-数据处理为一体的ACFM缺陷检测系统。研究结果表明:在磁芯高度14 mm、长度24 mm、厚度5 mm;拔模度0.5°;激励电流1.5 A;线圈匝数28匝;提离高度0.6 mm的参数下,检测尺寸为长4 mm,宽0.2 mm,深0.8 mm的横向裂纹缺陷,缺陷长度仿真结果为3.9 mm,相对误差为2.5%;缺陷实验检测长度为4.14 mm,相对误差为3.5%。研究结果可为该技术在其他金属结构的损伤检测中推广提供参考。
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关键词
交流电磁场检测技术(ACFM)
压力容器小口径接管
角焊缝
缺陷检测
电磁场有限元仿真
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Keywords
alternating current electromagnetic field measurement(ACFM)
the pressure vessel small diameter nozzle
fillet weld
defect detection
electromagnetic field finite element simulation
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分类号
TE96
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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