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题名基于弱磁法的管道氢致损伤力磁耦合特性研究
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作者
武梓涵
廉正
刘斌
杨理践
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机构
沈阳工业大学信息科学与工程学院
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出处
《仪器仪表学报》
北大核心
2025年第8期137-151,共15页
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基金
沈阳市科技计划(社会治理科技专项)(23-407-3-36)项目资助。
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文摘
长输油气管道局部氢致损伤的失效过程涉及材料力学行为、磁性响应与氢扩散的耦合效应,难以通过常规无损检测技术进行有效识别,对能源运输系统的安全构成严重威胁。其中管道弱磁内检测技术因对铁磁性材料早期损伤的本征敏感性与在线检测等独特优势,在氢致损伤的检测与评估中展现出巨大的应用潜力。因此基于此技术,结合第一性原理,提出了一种面向管体局部氢致损伤与磁信号响应关系的多尺度交叉分析方法,并引入Q_(average)多分量磁特征融合响应参数对多物理场作用条件下氢致损伤失效行为及危害程度进行有效表征。研究结果表明:在漏磁检测中饱和磁化使材料磁畴高度有序排列,氢富集高压应力集中区难以对整体漏磁通产生显著扰动,因此未出现明显磁响应特征,相比之下弱磁信号特征分量变化较磁记忆检测平均提升1倍,在氢致损伤检测中展现出良好的适用性与有效性。与此同时,随着管体内压和外部励磁强度升高,氢富集区应力集中与磁畴重构行为加剧,具体表现为Q_(average)响应曲线随管体内压升高呈非线性上升,Q235和Q345钢平均响应增长率分别为137和195 A·m^(-1)/MPa;随励磁强度增加近似呈线性上升,Q235和Q345钢平均响应增长率分别为61.24和69.06 A·m^(-1)/A。
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关键词
氢致损伤
管道弱磁内检测技术
第一性原理
应力集中
磁信号特征
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Keywords
hydrogen-induced damage
weak magnetic in-line inspection technology for pipelines
first-principles
stress concentration
magnetic signal characteristic
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分类号
TH878
[机械工程—精密仪器及机械]
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