许志军，张 贺，罗 宁

（1.国家管网集团东部原油储运有限公司，江苏徐州221000；2.沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870）

石油、天然气主要使用钢管来完成输送，输送钢管即便有一定的强度,但经过油气长时间的载荷，会受到不同程度的损伤[1-3]。钢管在交变载荷长期作用下，会产生疲劳失效，即钢管的最大工作应力低于材料的强度极限，甚至低于屈服极限，造成管道在没有明显塑性变形的情况下突然发生泄漏、爆管等恶性事故[4-6]。常规的无损检测技术如磁粉、漏磁、涡流和渗透等，在管道的缺陷检测、事故预防等方面发挥了重要的作用，但只能发现已成形的宏观体积缺陷，无法对尚未成形宏观体积缺陷的应力集中区域实施有效的评价。管道弱磁应力内检测技术作为当前热门的无损检测技术，具有无需外源激励、无需耦合介质、非接触、在线、高效等优点,可以对管道应力集中区进行有效检测。但由于弱磁信号微弱，易受外界环境干扰[7]，其结果的科学性受到质疑。

为了明确弱磁应力检测特性，加强弱磁应力检测能力，本文从铁磁材料的微观计算角度出发，建立了外磁场下的弱磁应力检测模型，并利用此模型计算了不同分量弱磁信号的信号特征，分析了外磁场与应力对弱磁信号的影响特性，找到了利用外界磁场加强弱磁信号检测能力的新方法。

1 数学模型建立

1.1 外磁场下铁磁材料微观磁特性计算

当外磁场作用于铁磁材料时，铁磁材料的磁畴会在外磁场的作用下发生磁畴移壁和矢量转动，进而使铁磁材料产生磁化强度[8-10]。……