管道漏磁内检测仿真APP助力管道缺陷诊断
一、背景介绍
油气长输管线常服役在复杂地质环境，面临多种地质灾害威胁。特别是老旧管道，易受服役环境、地貌、气候以及破坏等多因素影响，可能导致严重伤害和财产损失。因此需要对管道进行定期检测，针对管道可能出现的各种类型缺陷进行识别。
漏磁内检测原理：检测器在管道内部移动时，铁磁性材料（管壁）在检测器磁路系统造成的强磁作用下会被磁化接近于饱和，而铁磁性材料的磁导率因材料缺失影响显著。当磁性材料没有任何缺陷时，所有磁通全部通过管体，不会产生磁场泄露；但如果材料中存在缺陷，如裂缝或针孔等，则会导致局部磁导率发生变化，进而导致磁场线的扭曲和磁通的泄露。这些泄露的磁通可以在材料表面或近表面使用适当的探测器检测到，并经过上位机处理后得到相应缺陷信息。
针对各种管道检测数据分析，目前面临缺陷样本库尚未建立、缺陷诊断与评估困难等问题。为精准给出缺陷尺寸、位置和种类，亟需开展多种管道缺陷的漏磁内检测有限元仿真模拟，建立仿真缺陷样本库，为缺陷诊断与评估提供依据。对此，想要了解更多的朋友，可以在Simapps Store中观看具体操作，并在线体验。
1、仿真模型构建
漏磁内检测结构单元由基体、磁铁、磁铁盖板、钢刷、探测器组成，下图为漏磁内检测单元的简化模型。
2、仿真参数定义
管道厚度、长度、空气域半径、探测器尺寸、缺陷尺寸、缺陷位置均可参数化设置，详细几何参数见表。
漏磁内结构单元各组件材料的电导率、磁导率均可参数化设置，详细见材料参数表。
用户可以通过参数，封装后的仿真APP便可一键更新几何模型。
3.网格划分
伏图具备多种网格划分功能。本案例使用整体剖分功能，参数化设置最大网格尺寸，用于控制计算精度，并采用四面体网格类型进行剖分，可将整个模型离散化，用于后续的求解计算。
网格剖分4、求解设置
求解设置主要为材料属性、边界条件。本案例将模型几何部件与材料逐一绑定，对模型的最外边界均设置为磁力线平行。
几何部件绑定材料属性
磁力线平行设置5、结果后处理
伏图拥有强大的结果后处理显示功能。本案例主要通过云图和曲线的方式查看磁感应强度。为了便于研究和分析采集装置中接收到的信号，本案例把探测器收集到的漏磁场信号分解为2个方向的分量，分别为平行于管道长度方向的轴向分量，沿管道直径垂直于表面的径向分量。
磁感应强度云图
探测器检测到的Bx曲线
探测器检测到的By曲线6、仿真APP封装
基于伏图提供的仿真APP开发环境，通过选择和鼠标拖拽的方式搭建器件分析APP界面，将漏磁内检测仿真分析过程进行封装，开发出具有漏磁检测单元尺寸设计、缺陷设计、材料设计、分析求解、结果查看完整过程的一体化仿真APP，如下图所示。
管道漏磁内检测仿真APP页面三、仿真APP赋能每一个工业品
相较于传统仿真软件，基于伏图开发的仿真APP更加灵活轻便，用户可以零门槛低成本、跨平台跨终端随时随地访问云平台进行仿真分析工作，提升产品研发效率。
同时，Simapps平台也支持企业产商将仿真APP的在线计算结果界面内嵌到官方网站产品宣传页，或将仿真APP的相关介绍放入到介绍手册，为感兴趣的公众展示科学设计方式及产品性能，提供仿真对象的使用场景的仿真分析。
仿真APP赋能每一个工业品，助力企业提升市场竞争力。
四、关于伏图
伏图（Simdroid）具备固体力学、流体力学、电动力学、热力学等通用求解器，支持多物理场耦合仿真。在统一友好的环境中为仿真工作者提供前处理、求解分析和后处理工具。同时，作为仿真PaaS平台，其内置的APP开发器支持用户以无代码化的方式便捷封装参数化仿真模型及仿真流程，将仿真知识、专家经验转化为可复用的仿真APP。感兴趣的朋友可以进入Simapps平台，了解相关的内容。目前，也正在开展仿真APP赋能系列直播，欢迎大家观看学习。
