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摘要
缺陷和裂纹是管道安全运行的潜在隐患。因管道表面裂纹方向各异，漏磁方法对表面裂纹敏感性低；而交变电磁方法受限于趋肤效应，无法检测管道外缺陷。本文提出了多频平衡电磁技术解决了管道内外缺陷检测与全角度表面裂纹识别难题。根据电磁平衡技术的电磁场传播特点，分析了管道缺陷与裂纹的检测原理。采用有限元方法，研究了激励频率对裂纹偏角与内外缺陷响应信号的影响，优化得到20 Hz和400 Hz的最佳频率组合，并对预制内外缺陷和裂纹的管道进行了实验验证，结果表明：多频平衡电磁信号的峰值随内外缺陷深度的增加而近似线性增大；当裂纹偏角由0°增至90°时，平衡电磁信号的峰值逐渐增大。平衡电磁信号峰值与缺陷深度和裂纹角度的关系可用于缺陷深度的量化与裂纹偏角的识别，从而为管道完整性评估奠定良好的基础。
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