Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЫСШИХ ГАРМОНИК ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Калугин А.И. 1 Жигалов В.А. 1 Пряхин В.В. 1
1 НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий»
1. Зацепин Н.Н., Шапоров Б.Д. Нелинейные процессы в ферромагнетике, перемагничиваемом продольным полем. – Минск, 1974.
2. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. – М., 1974.

Оценка остаточного ресурса работы и состояния трубопроводного транспорта нефти и газа является актуальной задачей, так как его аварийный выход из строя порождает не только экономические убытки, но и наносит большой экологический ущерб. Поэтому для диагностики необходимы высокопроизводительные, многофункциональные и точные методы и средства контроля.

Известно, что параметры петли магнитного гистерезиса – коэрцитивная сила Нс, остаточная намагниченность Jr, максимальная намагниченность Jm, дифференциальная магнитная проницаемость µd – в общем случае структурно-чувствительны как к химическому составу, структуре ферромагнитного материала, так и к внешним воздействиям. Разложение общего сигнала преобразователя на гармонические составляющие значительно повышает чувствительность электромагнитных методов контроля к изменениям различных физико-механических свойств ферромагнетика. При этом известные трудности представляет выбор такого перемагничивающего поля, при котором наблюдается максимум чувствительности, а при одновременном воздействии на испытуемый объект переменного H+ и постоянного Ho магнитных полей необходимо выбрать оптимальное значение постоянного поля.

Решение задачи выбора оптимальных с точки зрения чувствительности значений полей возможно только при наличии аналитической связи гармонических составляющих с параметрами петли гистерезиса.

В работе [1] решена задача расчета параметров гармоник при одновременном действии полей Ho и H+ = Hm sin wt , направленных параллельно граничным поверхностям изделия. В основу решения этой задачи положена формула статической петли гистерезиса

B = 2/π(Bmax arctgα (Hoc +Hm sinωt)),

где Hoc = Ho ± Hc, kalug001.wmf, Br , Bmax – остаточная магнитная индукция и индукция насыщения материала. Знак минус берется для восходящей ветви петли магнитного гистерезиса, а знак плюс – для нисходящей. Формула связи электродвижущей силы проходного преобразователя с параметрами петли гистерезиса имеет вид.

kalug002.wmf, (1)

где w2 – число витков измерительной обмотки, kalug003.wmf – циклическая частота перемагничивающего поля.

Методом Фурье получены аналитические выражения гармонических составляющих:

kalug004.wmf; (2)

kalug005.wmf; (3)

kalug006.wmf kalug007.wmf (4)

где n – номер гармоники, αn bn – коэффициенты Фурье, En, ψn – амплитуда и фаза n-й гармонической составляющей. Знак минус в формуле (3) берется при Ho ≥ Hc. Однако формулу (1) можно разложить на гармонические составляющие с помощью дискретного преобразования Фурье (ДПФ) [2].

kalug010.wmf, kalug011.wmf, (5)

kalug012.wmf kalug013.wmf (6)

где N – число дискретизаций, xi – величина i-й дискретизации, i – номер дискретизации.

Из набора гармоник, полученных по результатам измерений на трубах, помещенных в накладной или проходной преобразователь, специальными методами выбирают наиболее информативные гармоники (их фазы или амплитуды). При этом трубы на этапе настройки выбирают как с дефектами так и без дефектов.

Проведенные исследования на трубах диаметром 119 мм показали высокую чувствительность метода к изменениям геометрии тубы и присутствию дефектов нарушения сплошности.


Библиографическая ссылка

Калугин А.И., Жигалов В.А., Пряхин В.В. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ВЫСШИХ ГАРМОНИК ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-2. – С. 197-198;
URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32077 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674