عنوان
ارائه ساختار متعامد براي توپك تشخيص عيب در خطوط لوله فلزي فرو‌مغناطيسي بر مبناي شار نشتي
نويسنده اصلي
كويري‌منش خنامان، محمد جواد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي برق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
اين پايان‌نامه به ارائه روشي جهت بهبود دقت تشخيص خوردگي و ترك در لوله‌هاي فلزي با استفاده از روش نشت شار مغناطيسي مي‌پردازد. در روش ارائه شده، يك سامانه مغناطيسي دو بعدي براي يك توپك هوشمند كه به كمك جريان سيال به بازرسي سطح داخل لوله مي‌پردازد طراحي و پيشنهاد شده است. توپك‌راني، يكي از روش‌هاي مدرنِ غيرمخرب در تشخيص خوردگي و ترك لوله است كه توپك هوشمند مغناطيسي، از طريق اندازه‌گيري تغييرات شارنشتي، محل خوردگي و ترك را در داخل لوله تشخيص مي‌دهد. اين توپك‌ها توسط سامانه مكانيكي مناسبي وارد لوله شده و با استفاده از فشار سيال در طول مسير لوله حركت كرده و اقدام به بازرسي داخل لوله مي‌نمايد. توپك‌هاي مجهز به سامانه مغناطيسي تشخيص شار نشتي داراي مزايايي نظير امكان استفاده براي هر دو سيال گاز و مايع، حساسيت كمتر نسبت به تغييرات سرعت فشار سيال و سرعت بيشتر بازرسي نسبت به توپك‌هاي هوشمند فراصوت و جريان گردابي هستند. البته كاربرد آن‌ها محدود به لوله‌هاي فلزي فرومغناطيس است. روش نشت شار مغناطيسي از يك هسته فرومغناطيس، يك آهنرباي دائم و يك حسگر ميدان مغناطيسي تشكيل شده است كه در آن هسته مغناطيسي توسط دو جاوربك فلزي به بدنه لوله تماس دارد. چنانچه در اثر ترك يا خوردگي، تغييري در رلوكتانس مسير شار مغناطيسي در محل عيب به وجود آيد، اين تغييرات شارمغناطيسي توسط حسگر آشكار شده و اطلاعات آن براي پردازش‌هاي تكميلي جهت تشخيص عيب ذخيره مي‌شود.
در روش‌هاي مرسوم، توپك هوشمند داراي يك سامانه مغناطيسي در راستاي محور لوله است كه دقت و حساسيت آن با كاهش ابعاد ترك در راستاي محور مماسي به‌شدت كاهش مي‌يابد. در روش پيشنهادي در اين پايان‌نامه يك سامانه مغناطيسي متعامد ارائه شده است كه داراي دو حسگر در راستاهاي محوري و مماسي است. بر مبناي مدل تحليلي دوقطبي مغناطيسي، نشان‌داده‌شده است كه اگر از ميدان مغناطيسي متعامد استفاده كنيم، شار نشتي ايجاد شده ناشي از خوردگي و ترك، تقويت شده و در نتيجه دقت تشخيص و آشكارسازي در راستاهاي مختلف بهبود مي‌يابد. به‌منظور صحت سنجي ايده ارائه شده، ساختار هندسي متعامد پيشنهادي جهت اعمال ميدان مغناطيسي براي يك نمونه از سامانه نشت شار با ابعاد مشخص طراحي شده و دقت عملكرد آن از طريق تحليل عددي ميدان در نرم‌افزار ماكسول مورد بررسي قرار گرفت. در اين راستا، اندازه چگالي شار نشتي براي انواع ترك‌ها با ابعاد مختلف در راستاهاي محوري و مماسي از طريق شبيه‌سازي عددي محاسبه شده و از طريق آن كارايي ساختار هندسي دوبعدي متعامد پيشنهادي با ساختار مرسوم مقايسه شده است. نتايج مقايسه نشان مي‌دهد كه استفاده از ساختار متعامد به دليل اعمال ميدان در دو جهت محوري و مماسي موجب تقويت شار نشتي مي‌شود و در نتيجه امكان تشخيص ترك‌هاي محوري و مماسي با ابعاد كوچك را نيز فراهم مي‌سازد. به‌منظور بررسي جامع‌تر برتري روش پيشنهادي ساختار متعامد، ترك‌ها و خوردگي‌هاي متنوع با نسبت ابعاد مختلف در سطح نمونة مطالعاتي شبيه‌سازي‌شده و چگالي ميدان مغناطيسي ايجاد شده توسط ترك و خوردگي در ساختار متعامد و مرسوم محاسبه و مقايسه شده است.
شماره ركورد
229635
گرايش رشته تحصيلي
سيستم‌هاي قدرت
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان