?

 一、背景介紹

油氣長(zhǎng)輸管線常服役在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境，面臨多種地質(zhì)災(zāi)害威脅。特別是老舊管道，易受服役環(huán)境、地貌、氣候以及破壞等多因素影響，可能導(dǎo)致嚴(yán)重傷害和財(cái)產(chǎn)損失。因此需要對(duì)管道進(jìn)行定期檢測(cè)，針對(duì)管道可能出現(xiàn)的各種類型缺陷進(jìn)行識(shí)別。

漏磁內(nèi)檢測(cè)原理：檢測(cè)器在管道內(nèi)部移動(dòng)時(shí)，鐵磁性材料（管壁）在檢測(cè)器磁路系統(tǒng)造成的強(qiáng)磁作用下會(huì)被磁化接近于飽和，而鐵磁性材料的磁導(dǎo)率因材料缺失影響顯著。當(dāng)磁性材料沒有任何缺陷時(shí)，所有磁通全部通過管體，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)泄露；但如果材料中存在缺陷，如裂縫或針孔等，則會(huì)導(dǎo)致局部磁導(dǎo)率發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致磁場(chǎng)線的扭曲和磁通的泄露。這些泄露的磁通可以在材料表面或近表面使用適當(dāng)?shù)奶綔y(cè)器檢測(cè)到，并經(jīng)過上位機(jī)處理后得到相應(yīng)缺陷信息。

漏磁檢測(cè)原理圖

針對(duì)各種管道檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，目前面臨缺陷樣本庫(kù)尚未建立、缺陷診斷與評(píng)估困難等問題。為精準(zhǔn)給出缺陷尺寸、位置和種類，亟需開展多種管道缺陷的漏磁內(nèi)檢測(cè)有限元仿真模擬，建立仿真缺陷樣本庫(kù)，為缺陷診斷與評(píng)估提供依據(jù)。

二、管道漏磁內(nèi)檢測(cè)仿真APP解決方案

本案例以管道裂紋缺陷為例，采用多物理場(chǎng)仿真PaaS平臺(tái)伏圖對(duì)管道漏磁內(nèi)檢查過程進(jìn)行仿真分析，并將仿真模型和流程封裝成仿真APP。本案例對(duì)漏磁單元的管壁尺寸、管材磁導(dǎo)率、管徑尺寸、永磁體材料系數(shù)、探頭位置（提離值）、軛鐵材料、缺陷位置尺寸進(jìn)行參數(shù)化建模。用戶可以通過變化獲取不同壁厚、不同缺陷位置、尺寸下的漏磁信號(hào)，為評(píng)估管道缺陷診斷提供理論參考。歡迎在線體驗(yàn)：管道漏磁內(nèi)檢測(cè)仿真 – Simapps Store – 工業(yè)仿真APP商店

1、仿真模型構(gòu)建

漏磁內(nèi)檢測(cè)結(jié)構(gòu)單元由基體、磁鐵、磁鐵蓋板、鋼刷、探測(cè)器組成，下圖為漏磁內(nèi)檢測(cè)單元的簡(jiǎn)化模型。

漏磁內(nèi)檢測(cè)單元模型

漏磁內(nèi)檢測(cè)全模型

2、仿真參數(shù)定義

管道厚度、長(zhǎng)度、空氣域半徑、探測(cè)器尺寸、缺陷尺寸、缺陷位置均可參數(shù)化設(shè)置，詳細(xì)幾何參數(shù)見表。

漏磁內(nèi)結(jié)構(gòu)單元各組件材料的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率均可參數(shù)化設(shè)置，詳細(xì)見材料參數(shù)表。 

管道缺陷展示

用戶通過改變參數(shù)，封裝后的仿真APP便可一鍵更新幾何模型。

缺陷變化展示

3、網(wǎng)格劃分

伏圖具備多種網(wǎng)格劃分功能。本案例使用整體剖分功能，參數(shù)化設(shè)置最大網(wǎng)格尺寸，用于控制計(jì)算精度，并采用四面體網(wǎng)格類型進(jìn)行剖分，可將整個(gè)模型離散化，用于后續(xù)的求解計(jì)算。

網(wǎng)格剖分

管道整體剖分效果展示

4、求解設(shè)置

求解設(shè)置主要為材料屬性、邊界條件。本案例將模型幾何部件與材料逐一綁定，對(duì)模型的最外邊界均設(shè)置為磁力線平行。

幾何部件綁定材料屬性

磁力線平行設(shè)置

5、結(jié)果后處理

伏圖擁有強(qiáng)大的結(jié)果后處理顯示功能。本案例主要通過云圖和曲線的方式查看磁感應(yīng)強(qiáng)度。為了便于研究和分析采集裝置中接收到的信號(hào)，本案例把探測(cè)器收集到的漏磁場(chǎng)信號(hào)分解為2個(gè)方向的分量，分別為平行于管道長(zhǎng)度方向的軸向分量，沿管道直徑垂直于表面的徑向分量。

磁感應(yīng)強(qiáng)度云圖

探測(cè)器檢測(cè)到的Bx曲線

探測(cè)器檢測(cè)到的By曲線

6、仿真APP封裝

基于伏圖提供的仿真APP開發(fā)環(huán)境，通過選擇和鼠標(biāo)拖拽的方式搭建器件分析APP界面，將漏磁內(nèi)檢測(cè)仿真分析過程進(jìn)行封裝，開發(fā)出具有漏磁檢測(cè)單元尺寸設(shè)計(jì)、缺陷設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)、分析求解、結(jié)果查看完整過程的一體化仿真APP，如下圖所示。

管道漏磁內(nèi)檢測(cè)仿真APP頁(yè)面

三、仿真APP賦能每一個(gè)工業(yè)品

相較于傳統(tǒng)仿真軟件，基于伏圖開發(fā)的仿真APP更加靈活輕便，用戶可以零門檻低成本、跨平臺(tái)跨終端隨時(shí)隨地訪問云平臺(tái)進(jìn)行仿真分析工作，提升產(chǎn)品研發(fā)效率。

同時(shí)，Simapps平臺(tái)也支持企業(yè)產(chǎn)商將仿真APP的在線計(jì)算結(jié)果界面內(nèi)嵌到官方網(wǎng)站產(chǎn)品宣傳頁(yè)，或?qū)⒎抡鍭PP的二維碼植入到產(chǎn)品介紹手冊(cè)，為產(chǎn)品用戶展示產(chǎn)品的科學(xué)設(shè)計(jì)方式及產(chǎn)品性能，提供產(chǎn)品使用場(chǎng)景的仿真分析。

仿真APP賦能每一個(gè)工業(yè)品，助力企業(yè)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。仿真APP賦能對(duì)接：www.simapps.com/v2/ad/app

四、關(guān)于伏圖

伏圖（Simdroid）具備固體力學(xué)、流體力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等通用求解器，支持多物理場(chǎng)耦合仿真。在統(tǒng)一友好的環(huán)境中為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。同時(shí)，作為仿真PaaS平臺(tái)，其內(nèi)置的APP開發(fā)器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝參數(shù)化仿真模型及仿真流程，將仿真知識(shí)、專家經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為可復(fù)用的仿真APP。申請(qǐng)?jiān)囉肧imdroid：www.simapps.com/v2/tool/simdroid

歡迎在線體驗(yàn)：管道漏磁內(nèi)檢測(cè)仿真 – Simapps Store – 工業(yè)仿真APP商店?????? 

申請(qǐng)?jiān)囉肧imdroid：www.simapps.com/v2/tool/simdroid

 “仿真APP賦能千行百業(yè)”系列直播，分享仿真APP開發(fā)&應(yīng)用案例以及更多仿真技術(shù)干貨等內(nèi)容。

預(yù)約直播或觀看往期回放：“仿真APP賦能千行百業(yè)”系列直播

?