金属管道广泛应用于各行各业,在长期的服役过程中,由于管材老化、所处环境苛刻或工况恶劣等原因,其壁面上会产生裂纹、腐蚀、凹坑等损伤。特别是管道弯头部位,因内部介质冲刷和撞击而造成的腐蚀失效更易发生,成为整体管道的薄弱环节。管道损伤的积累最终会引发泄漏或爆炸事故,给安全生产带来隐患。因此,对在役管道进行定期的无损检测,以便及时发现问题并进行维护,显得尤为必要。远场涡流检测技术对内外壁缺陷有相同的灵敏度,而且对传感器的提离不敏感,在金属管道的无损检测中备受重视。但是,常规的远场涡流传感器为内通过式,在实际应用时往往需要设备停机,以便将传感器放入管内。为满足压力管道在役检测的需求,本学位论文针对其易腐蚀的管道弯头部位,设计了一种在管外放置的远场涡流传感器。主要研究如下:1.基于有限元仿真,以实现激励磁场两次穿透管壁的远场涡流现象作为目标,研究了激励线圈放置方式、磁屏蔽、激励单元个数等因素对激励磁场穿透效果的影响,确定了以矩形线圈为激励线圈、外加磁屏蔽罩、夹角为120度的双激励单元作为外置式远场涡流传感器的结构形式,仿真表明采用这种传感器不仅可缩短远场区的周向距离,还能增强远场区的磁场信号。2.利用有限元软件建立了弯头缺陷外置式远场涡流检测仿真模型,研究了传感器信号的幅值和相位与内、外壁缺陷深度的定量关系,以及传感器对不同取向外壁缺陷的检测性能。结果表明传感器信号的相位随缺陷深度线性变化,可用于弯头缺陷深度的定量,但由于传感器对内、外壁缺陷检测灵敏度不同,尚不能对内、外壁缺陷都存在时的缺陷深度进行定量;周向缺陷引起的传感器响应比轴向缺陷响应显著减弱,但两者引起的相位变化相差较小。3.根据仿真设计结果,研制了外置式远场涡流传感器,搭建了远场涡流检测系统硬件平台;并基于LabVIEW设计了锁相放大器,实现检测信号相位和幅值的提取;利用该系统在Q235管道弯头、45钢阶梯管等试件上进行了试验。试验信号特征的变化规律与仿真结果一致,验证了所设计探头的有效性和实用性。与常规远场涡流传感器相比,本文所提出的外置式传感器具有结构紧凑、无需设备停机等优势。因此,研究结果可为压力管道在役检测提供可借鉴的新思路和方法。