齐海铭1, 宋建华2, 韩继明2, 李秀捧2, 尹建妙2, 杨 斌2

前言

　　预应力钢筒混凝土管（Pre-stressed Concrete Cylinder Pipe，PCCP）是指在带钢筒的混凝土管芯上螺旋均匀缠绕预应力高强度钢丝，并覆盖砂浆保护层而制成的管材，具有寿命长、抗震好、防渗漏等优点，广泛应用于给排水工程。PCCP的强度取决于高强钢丝，钢丝在管芯上产生均匀的预应力，能够抵偿由内压和外荷载产生的拉应力。但在生产、施工及运行过程中，多种原因会造成钢丝的损伤或腐蚀，进而出现钢丝断裂，引起管道强度下降，随着局部断丝数量的增加导致PCCP管壁屈服，最终引起泄漏、爆管等事故发生[1]。

　　国内外水利工程普遍采用断丝检测方法，定期或实时对PCCP的健康状态进行评估，包括敲击回声检测法、电磁检测法、光纤传感器监测法、水听器监测法、超声检测法等。检测形式分为管道内检测法、外检测法。按照不同管径及操作规程又可分为人工携带仪器检测法、管内浮游机器人自主检测法等[2-9]。但目前技术相对成熟、应用较多的还是正交电磁检测技术。

　　国外最知名的当属加拿大Pure公司开发的P-Wave电磁检测技术，已经在多个国家的水利项目中进行了工程验证，例如2000年至2008年成功应用于利比亚大人工河工程1655km管道检测，共探测出6960节管道缺陷问题[4]。

国内PCCP电磁无损检测的研究也取得了很多成果，例如苏州混凝土水泥制品研究院有限公司与信息产业部电子第二十二研究所利用远场涡流变压器耦合技术对 PCCP断丝的无损检测进行了研究，提取了PCCP断丝情况的识别特征，并进行了病态管道的模式标定工作[5]。

　　目前，已发表的文献大多是电磁检测技术的工程应用情况，针对电磁检测原理、建模分析、电磁信号的分布规律等研究较少。本文针对PCCP断丝的正交电磁检测技术，应用ANSYS有限元方法建立了PCCP检测系统全尺寸仿真模型，给出了断丝发生后电磁检测信号的畸变特征，并分析了断丝数量、检测频率等因素对畸变特征的影响，验证了电磁检测法的有效性，以期为实际工程应用提供参考借鉴。

齐海铭,宋建华,韩继明,等.PCCP断丝电磁检测有限元仿真研究[J].混凝土与水泥制品,2018(4):43-46.

QI H M,SONG J H,HAN J M,et al.Finite Element Simulation Research on Electromagnetic Inspection of PCCP Broken Wire[J].China Concrete and Cement Products,2018(4):43-46.