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本课题围绕管道外检测技术，研究和探讨基于地磁场的金属损伤检测技术在管道检测中的若干基础性问题。以磁性物理学理论为指导，以实验为手段，主要研究基于地磁场的金属损伤法在管道早期损伤检测中的应用，以解决其检测中的一些基础科学问题与关键技术。 论文从铁磁学理论分析出发，到物理模型的建立，再到COMSOL有限元模型的建立，研究了基于地磁场的埋地钢质管道缺陷的检测方法，通过模型得出相关的理论。搭建实验系统，系统研究了相关因素对磁场强度分布的影响。通过研究基于地磁场的埋地钢质管道缺陷检测方法理论的几种关键点优化实际检测技术。 针对基于地磁场环境中金属损伤的磁场强度分布，重点分析研究了地磁场环境中金属试件的磁场产生机理，为金属损伤的数学建模、实验研究和仿真建模打下理论基础;基于地磁场环境中金属试件的磁场强度产生机理，建立损伤试件的磁场强度分布的物理模型，研究不同环境下损伤铁磁试件的磁场强度分布规律，与实验结果作对比，同时继续优化物理模型;为了进一步分析不同因素对损伤铁磁试件磁场强度分布的影响，利用COMSOL有限元软件建立仿真模型，研究埋地钢质管道在不同工况下，磁探头所能检测到的缺陷尺寸的最小值，为实验系统的优化设计提供了相关的理论基础;为研究管道缺陷的磁场信号分布情况，课题组搭建三维金属磁场检测系统。系统选取高精度的磁通门探头作为磁场传感器，通过参数设定控制三维滑台的运动;由于选用NI采集卡，为保证软件系统与硬件系统有较好的匹配性，采用LabVIEW编写数据处理软件;通过实验研究不同因素对管道缺陷的磁场强度分布的影响，主要包括了探头提离高度、试件放置方向和外加载荷对管道缺陷的磁场强度分布的影响。 通过对物理模型的研究得到了磁化方向和提离高度对磁场强度分布形状的影响规律。提离效应不影响磁场强度分布特征，但是提离值过大会降低系统测量的灵敏度;分析了磁场强度的梯度对金属损伤检测的可行性;本文选用7MPa、3MPa和1MPa的管道载荷，研究不同埋深管道的最小缺陷尺寸。得出，随着管道埋深值的增大，其相应的磁场强度信号变小。另外，在其他因素相同时，压应力越大，其磁导率越大，相应的磁场强度信号越强;经大量的仿真分析发现，当管道间距小于二倍管径时，切向磁场强度的数值随着间距的增大而增大，法向磁场强度的数值随着间距的增大而增大，当管道间距大于二倍管径时，切向磁场强度的数值大致相同，法向磁场强度的数值有下降的趋势，即二倍管道间距对磁场强度的分布影响较大;实验系统选择南北方向测量管道的磁场强度;随着拉伸载荷的增加，试件在南北方向上的磁场强度整体增大和法向磁场磁场强度的斜率也不断增大。从试件表面磁场强度分布情况上分析，不同拉伸载荷的情况下的试件南北切向磁场强度都出现了极值特征，法向磁场强度分布曲线有交点。