Теоретические и экспериментальные исследования магнитных полей дефектов конечных размеров и создание специализированных сканеров для дефектоскопии трубопроводов

• Автор: Коваленко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 369 с. : ил.

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния разработок в области магнитной дефектоскопии трубопроводов

1.1. Обзор результатов определения дефектов магнитными методами контроля

1.2. Физические основы метода потока рассеивания магнитного поля (ПРМП)

1.3. Способы решения прямой задачи магнитной дефектоскопии

1.3.1. Дипольный метод

1.3.2. Прямое решение задачи распределения магнитного поля

1.3.3. Метод контурных токов

1.3.4. Определение плотности поляризационных зарядов

1.4. Анализ состояния разработок в области магнитной дефектоскопии трубопроводов

Глава 2. Анализ дефектов, возникающих на трубах при эксплуатации, и разработка устройства к дефектоскопам, не нарушающих режима перекачки продукта
2.1.Анализ дефектов в стенках трубопровода и причины их возникновения
2.2. Разработка классификации дефектов
2.3. Расчет и разработка устройства к дефектоскопам, не нарушающих режима перекачки продукта
2.4. Разработка системы определения местоположения дефектов на
действующем трубопроводе
2.5. Разработка требований к размещению магнитов из условия вращающего момента, действующего на дефектоскоп при
движении
Глава 3. Теоретическое исследование распределения магнитного поля рассеяния дефектов конечных размеров для внутритрубной дефектоскопии.
3.1. Исследование магнитного поля рассеяния трещин конечного размера
3.1.1. Исследование магнитного поля рассеяния поверхностной трещины
3.1.2. Анализ нормальной и тангенциальной составляющих магнитного поля рассеяния плоско параллельной трещины, расположенной под углом к направлению намагничивающего поля (внутренняя трещина)
3.1.3. Анализ нормальной и тангенциальной составляющих магнитного поля рассеяния плоскопараллельной трещины, расположенной под углом к поверхности трубы (внутренняя трещина)
3.1.4. Исследование магнитного поля рассеяния трещины на внешней поверхности трубопровода
3.1.5. Анализ нормальной и тангенциальной составляющих магнитного поля рассеяния плоско параллельной трещины, расположенной под углом к направлению намагничивающего поля (внешняя трещина)
3.1.6. Анализ нормальной и тангенциальной составляющих магнитного поля рассеяния плоскопараллельной трещины, расположенной под углом к поверхности трубы (внешняя трещина)
3.2. Исследование магнитного поля рассеяния дефекта типа «пора» в сварном шве. Сканер СКМ-Ш
3.3. Исследование магнитного поля рассеяния дефекта типа «каверна»
3.4. Исследование магнитного поля рассеяния дефекта типа «расслоение»
3.5. Оптимизация технологии расчета магнитного поля рассеяния при внутритрубном контроле
Глава 4. Исследование факторов влияющих на достоверность определения параметров дефектов магнитными методами
4.1. Анализ факторов, влияющих на распределение магнитного поля
рассеяния дефектов
4.2. Влияние давления внутри трубопровода
4.3. Влияние скорости движения дефектоскопа
4.4. Влияние распределения магнитного поля в зоне контроля
4.5. дефектов., Влияние напряженности магнитного поля на выявляемость
Глава 5. Разработка и создание магнитных дефектоскопических сканеров
5.1. Магнитные сканеры для обследования трубопроводов в труднодоступных местах
5.2. Автоматические сканеры для обследования внешней поверхности трубопровода для проведения переизоляции
5.3. Сканеры сварных швов

поверхности изделия дефектов имеет несимметричный вид. Однако для очень глубоких дефектов она симметризуется и мало отличается от топографии магнитного поля, нормального к поверхности изделия дефекта.
В работе [37] представлена методика определения геометрических размеров поверхностного дефекта типа «трещина», расположенного под равными углами к поверхности ферромагнитной пластины. При этом дефект представлен двумя бесконечно длинными проводами с токами, текущими в противоположных направлениях, где один проводник помещен в вершину дефекта, а другой — в его основание («токовая модель»), В статье на основе функционального анализа анализируются два распределения магнитного поля рассеяния над дефектом типа «трещина» теоретическое, полученное из модели «токовая модель», с численным, полученным с использованием генератора случайных чисел составляется функционал. В результате получаются формулы, по которым определяются параметры дефекта. Однако, этот способ не годится для определения глубины дефекта, расположенного перпендикулярно к поверхности пластин.
В работе [30] рассмотрен компенсационный вариант модели поверхностного дефекта в виде канавки полукруглого сечения. Получены и решены с помощью рядов двумерные интегральные уравнения для компенсационных поверхностных магнитных зарядов. Получены аналитические формулы для поверхностных зарядов. Рассчитаны тангенциальная и нормальная составляющие полей рассеивания этих зарядов.
Факт хорошей сходимости решения был проверен при расчетах, и было показано, что для канавки прямоугольного сечения 2Ь>Ь в качестве достаточного и практического использования приближения (10ч-15%) можно считать поверхностную плотность магнитных зарядов а на боковых гранях постоянной по глубине дефекта.