曹建树，王鹏智，吴浩玚，纪卫克

(北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617)

1 引言

随着中国天然气市场迎来爆发式增长，燃气管道使用率与日俱增[1]。《天然气发展“十三五”规划》中明确指出，在“十三五”期间，目标新增油气管道总里程为5.7×104km，年增长超过1×104km[2-3]。为保障燃气管道正常工作，避免发生事故和不必要的资源浪费，需对管道进行损坏排查和维护工作。多频涡流检测是燃气管道涡流检测的新兴技术，相比其它检测技术具有非接触、检测速度快、成本低、无需耦合剂等优点[4-8]，对于燃气管道无损检测具有重要意义。

电涡流传感器是涡流检测的核心部件，提离值、激励频率等检测参数会直接影响电涡流传感器的检测性能。由于各种金属材料具有不同的磁导率、电导率等电磁特性，因此，利用Comsol有限元分析方法[9]，对不同材料管道进行多频涡流检测，本文以4340#钢材料的金属管道为研究对象，研究得出该检测材料最优提离值、激励频率等参数，此方法可有效降低试验耗时、优化检测精度[10]。

本研究以电磁感应原理为基础，采用有限元分析法，针对电涡流传感器探头的电磁特性、探头线圈提离值、激励频率等物理参数进行仿真研究，为优化电涡流传感器用于燃气管道疲劳裂纹检测提供了理论依据[11]。

Comsol Multiphysics有限元仿真软件，相比于其它模拟软件更适用于多物理场耦合问题的求解。通过选择或定义不同专业的偏微分方程进行任意组合即可实现多物理场的直接耦合分析[12]。……