Page 44 - 无损检测2025年第一期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc240237

基于缺陷漏磁信号特征值的管道缺陷量化分析

阮隽宇 ，汪 杰 ，伍韶君 ，刘益彰 ，洪 勇 1
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（1. 上海电机学院 机械学院，上海 201306；2. 芜湖市特种设备监督检验中心，芜湖 241002）
摘 要：为探究缺陷参数与漏磁信号之间的联系，采用COMSOL多物理场仿真软件对多种不
同长度、不同深度以及不同截面形状的缺陷进行数值模拟。选取不同缺陷参数设计了多组缺陷，建
立缺陷漏磁场仿真模型，得到不同缺陷励磁后产生的信号波形。通过最小二乘曲线将仿真数据和
缺陷尺寸拟合，仿真和试验结果均表明，轴向磁通分量的峰值与缺陷深度和缺陷二维边缘轮廓面积
呈正比例关系，同时，径向磁通分量的峰值间距与缺陷长度也呈正比例关系。该结果为基于管道漏
磁信号的缺陷尺寸评估提供了依据。
关键词：漏磁信号；COMSOL多物理场仿真；数值模拟；曲线拟合

中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2025)01-0014-06

Analysis on pipeline defect quantification based on eigenvalues of
defect magnetic flux leakage signals

RUAN Junyu , WANG Jie , WU Shaojun , LIU Yizhang , HONG Yong 1
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（1. School of Mechanical Engineering, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China;
2. Wuhu Special Equipment Supervision Inspection Center, Wuhu 241002, China）
Abstract: In order to study the relationship between defect parameters and MFL (Magnetic flux leakage) signal,
COMSOL multiphysics simulation software was used to simulate a variety of defects with different lengths, depths and
cross-section shapes. Several groups of defects were constructed by selecting different defect parameters, the simulation
model of defect leakage magnetic field was established, and the signal waveform generated by different defects excitation
was obtained. The least square curve fitting method was used to fit the simulation data and the defect size. The simulation
and experimental results showed that the peak value of the axial magnetic flux component was directly proportional to the
defect depth and the two-dimensional edge contour area of the defect, and the peak distance of the radial magnetic flux
component was also directly proportional to the defect length. The results provided a basis for MFL signal evaluation of
pipeline defect size.
Key words: magnetic flux leakage signal; COMSOL multiphysics field simulation; numerical simulation; curve fitting

漏磁检测因检测速度快、不需要耦合剂并且可 寸是漏磁检测中的难题 [3-4] 。目前业内主要基于映
实现在役检测的优势成为了运输管道快速检测的主 射的方法，对管道缺陷的轮廓进行二维重构，从而
要手段 [1-2] 。分析缺陷的漏磁信号特征，确定缺陷尺 建立缺陷信号与几何尺寸之间的联系 [5-6] ，缺陷漏磁
场的计算多采用数值法，其中有限元分析方法应用
[7]
收稿日期：2024-05-24 最为广泛。LE等 基于有限元模拟仿真结果实现
基金项目：安徽省市场监督管理局科技计划项目（2023MK041）； 了对未知数据的磁场分布的准确预测，WANG等 [8]
校企联合项目（22B0273） 和YOUSAF等 [9-10] 分别用COMSOL仿真软件构建
作者简介：阮隽宇(2000—)，男，硕士研究生，主要研究方向为漏
了缺陷试件和漏磁场模型。目前，已有多位学者利
磁检测，1163037899@qq.com
通信作者：洪 勇(1983—)，男，博士，副教授，高级工程师，主要 用漏磁检测信号对缺陷进行重构研究分析，FENG
研究方向为磁性无损检测，xxhhy1983@163. com 等 [11] 根据漏磁信号的轴向磁通分量，构建神经网络

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2025 年 第 47 卷 第 1 期
无损检测