航空发动机涡轮叶片涡流自动化检测试验研究

涡流检测技术对工件表面或近表面的缺陷有很高的检出灵敏度,且检测线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化。针对航空发动机涡轮叶片的复杂曲面人工检测难度大、效率低等问题,研制了一套六自由度机器人涡流自动化检测系统,该系统可自行对其工作空间、工作表面和运动学的工作特性进行分析研究;设计了多种典型涡轮叶片专用弹压式涡流检测探头,可自适应叶片形貌及叶片安装误差;开展了涡轮叶片检测自动扫查检测试验,优化了涡流检测的激励频率和自动扫查速度。结果表明:可弹压式涡流探头对叶片表面缺陷可自适应涡轮叶片的复杂表面,提高了自动化检测的精度,同时弥补提离变化和安装误差。当激励频率为1.25~1.75 MHz、扫查速度为30 mm/s时,检测灵敏度较高,能有效检出缺陷。相比于人工涡流检测方法,该自动化检测系统提高了叶片的检测效率。     

铝合金焊缝裂纹涡流检测系统设计及试验研究

针对铝合金焊缝表面及近表面裂纹缺陷涡流检测时缺陷信号难于识别问题,开发了基于ARM的铝合金焊缝裂纹涡流检测系统,设计研制了铝合金焊缝涡流检测探头,开展了带有预制裂纹的铝合金焊缝涡流检测试验。试验结果表明:利用研发的铝合金焊缝涡流检测系统及探头能够有效实现对铝合金焊缝表面及近表面裂纹的检测和判别,其中噪声信号阻抗图平行于实部分量轴线,缺陷信号阻抗图呈现"8字"形且和噪声信号具有较大的相位差,具有较高的信噪比。对非铁磁性材料焊缝的涡流检测系统的开发和探头的研制具有一定的工程应用价值。     

刹车分泵内孔表面缺陷涡流探伤设备

刹车分泵是汽车的重要安全件。为控制刹车分泵内孔表面质量,提出采用涡流旋转探头检测方法,研制出一套半自动涡流旋转探头分泵内孔表面缺陷探伤设备。详细论述了涡流探头、机械传动和仪器控制等设备组成。实践应用表明,设计的探伤设备能够检出内表面0.5 mm孔状缺陷,信噪比〉8 dB,检测速度为4只/min,满足刹车分泵质量检测要求。同时该套检测装置还可应用于其它汽车零部件表面缺陷的检测。     

第十专题 用于金属材料性能无损检测的涡流检测探头

目前,很多金属管棒材和各类金属零部件的生产制造厂,主要用无损检测的方法来控制其成品和半成品的质量。其中,涡流检测的方法,由于其具有自动化程度高、检测速度快等优点而得到广泛应用。涡流检测装置在控制金属材料和金属零部件的成品或半成品的质量方面大致可分为两类,一类是金属材料的缺陷检测装置,另一类是金属部件的性能检验装置。在电子产品高速发展的今天,各类进口和国产涡流检测仪器的性能也得到不断提高,有的涡流检测仪器已达到了既可检测金属材料缺陷,又可检测金属零部件性能的智能化仪器,如:西德Foerster公司的Eddy Current Module(简称ECM)系列,就属此类的智能化涡流检测仪器。涡流检测装置除了须有先进可靠的涡流检测仪器来保证检测结果的可靠性外,探头也是其中十分重要的部分。其性能的好坏不仅决定了检测的灵敏度,也影响整个自动化检测设备的运行。本文将介绍一系列应用于不同生产条件和检测需求的涡流检测探头。 1 涡流检测探头检测信号的产生     

新型换热器管板密封焊涡流检测技术

焊缝本身材料以及表面状态的不均匀会带来探头耦合的不均匀,焊缝涡流检测时最大的难题在于本底噪声较大,信噪比较低。针对核电站蒸汽发生器传热管与管板结合密封焊缝的涡流检测,设计了专用旋转探头和不同型号的检测装置,以及独特的线圈类型和柔性结构设计,在最大程度上减小了噪声,提高了信噪比。检测工艺的试验结果表明,涡流检测可用于在役或制造期间蒸汽发生器传热管管板密封焊表面和近表面的缺陷检测。该检测系统和工艺可广泛用于其他工业领域换热器管板的密封焊涡流检测。     

航空转子铜-钢结合层缺陷的五轴超声成像检测系统

针对现有的四轴平动扫描成像系统检测航空转子时系统定位精度低、抗干扰能力差的问题，研制了一套五轴超声成像检测系统。该系统对检测工作台，探头夹持装置及抗干扰装置进行了优化设计，改进了滤波方式，并在软件中加入探头对中算法。采用该系统进行抗干扰性试验，并对系统的定位精度进行验证，试验结果表明，五轴超声成像检测系统的定位精度高，成像效果好，能有效抑制电磁干扰，实现转子的连续稳定检测。     

电磁超声和涡流组合检测方法

两栖装甲车工作环境恶劣,车体尤其是底部容易破损。提出了一种电磁超声和涡流组合检测的快速方法,利用电磁超声的激励信号在被测金属表面感应的涡流,实现表面和近表面缺陷的涡流检测,无须额外增加专门的涡流线圈及其激励电路。设计了组合检测系统和探头,对带有表面缺陷和内部缺陷的装甲钢试块进行了检测试验。结果表明,该方法可以实现装甲钢试块内部缺陷和表面裂纹的检测,比单一的电磁超声检测或涡流检测能获取更全面的有用信号。     

铝合金构件R角缺陷的涡流检测探头设计及试验研究

针对传统的涡流检测探头难以检测L型铝合金构件R角区域裂纹问题,研制了铝合金裂纹涡流检测探头。根据现场检测工况,设计了与R角区域有效贴合的探头外壳,并且结合R角区域裂纹的分布特点,提出了适用于检测铝合金表面及近表面裂纹的绝对式探头;通过ANSYS仿真软件建立涡流检测有限元模型,分析激励频率对涡流场强度分布的影响规律;进行了检测工艺参数的优化试验,确定了最佳激励参数。仿真和试验结果表明,激励频率与涡流场强度、信号幅值之间的整体变化规律一致;在200 kHz激励频率下,信号幅值与裂纹深度之间存在良好的线性关系;现场检测结果和原位金相分析结果证实了所研制铝合金裂纹涡流检测探头的有效性和可靠性。     

多层管HIP焊接界面脱粘涡流检测数值模拟研究

采用热等压焊接(HIP)的界面焊接多层管是托卡马克装置换热结构典型部件,其界面焊接不良或脱粘会严重影响材料的传热性能。针对多层管HIP焊接界面裂纹的涡流检测问题,本研究基于退化向量位(Ar)涡流检测分析程序数值模拟分析了双功能DF Bobbin涡流探头的检出性能。数值计算结果表明,对于较大界面脱粘缺陷,基于DF Bobbin探头的涡流检测是可行的。探讨了探头参数(包括探头线圈间距、宽度及外径)与检测性能的相关性,为优化检测探头提供了依据。     

核电站压力容器接管安全端焊缝缺陷的超声自动检测系统

研制了一套核电站压力容器接管安全端焊缝缺陷超声波自动水下检测机器人,并对系统的机械本体、气路设计、电气控制等组成部分展开研究。阐述了检测装置各个执行部件的设计原理和设计方法。优化气路设计并实现了定位力断气保持、探头恒力压紧和校验试块伸缩等复合功能。该系统通过控制系统向执行机构发送指令并接收反馈信号,实现了焊缝缺陷的自动扫查。     

用于钢轨裂纹检测的铁基非晶合金涡流探头研究

在震动冲击及加工缺陷共同作用下,钢轨经过长时间的疲劳运行易造成疲劳裂纹,为对其进行有效检测,设计一种用铁基非晶合金作为磁芯的涡流探头,探头由激励线圈、检测线圈组成。通过试验,对线圈各参数进行优化,以提高灵敏度,增强其抗干扰能力。通过大量试验和实践检测表面,涡流探头可检测出钢轨裂纹。     

涡流新技术在油罐底板腐蚀检测中的应用

突破了传统涡流检测的应用局限，介绍了油罐底板腐蚀涡流检测新技术，如远场涡流技术，相控阵技术和磁饱和技术等。建立了试验远场涡流检测系统。试验结果表明，采用涡流方法检测罐底腐蚀是可行的，探头的改进方式及质量对试验结果影响较大。为了达到对各种形状缺陷的有效诊断，提高检测灵敏度和准确性，还需进一步改进和完善远场涡流检测系统。     

一种具有聚焦作用的线圈涡流问题解析解

为检测导体内更深处的缺陷，提出用8字形线圈作为涡流检测线圈，得到了8字形线圈在半无限大线性导体上方时涡流问题的解析解。仿真计算表明，与平行于导体表面放置的圆环形线圈相比，8字形线圈所激励的涡流密度峰值更大，能量分布更集中。试验验证了斜置线圈的阻抗表达式。研究结果可用于指导涡流检测探头的设计。     

大口径无缝钢管涡流/超声检测用探头跟踪装置

<正>本专利属于钢管自动探伤技术领域,涉及一种用于大口径无缝钢管涡流/超声自动探伤的探头跟踪装置。该探头跟踪装置由连接柱、车体、螺钉轴、滚轮、压板螺钉、压板和弹簧组成,其中连接柱将跟踪装置固定在探伤设备的主机上;车体为     

涂层厚度对涡流检测的影响

采用放置式探头对带有不同厚度涂层的含有表面缺陷的钢板进行涡流检测,研究涡流检测表面缺陷的能力与涂层厚度之间的关系。结果表明:在表面涂层厚度不大于2 500μm时,使用放置式探头的涡流检测方法检测钢板上的不同类型缺陷和不同深度缺陷的效果更好。     

涡流探头推拔器电气控制系统

研制了一套交流伺服电机控制自动推拔系统，应用在核电站常规岛热交换器涡流检查中。采用人机界面控制推拔器运动，操作简单直观。交流伺服电机的应用，不仅保证了现场所需的推拔力，且对涡流信号无干扰。通过软件编程满足了推拔轮和卷线盘速度匹配，实现自动匀速推拔涡流探头。现场使用证明，自动采集获得的涡流信号幅值稳定且具有高信噪比，缺陷定位准确，对于改善涡流采集数据质量有较大的帮助。     

应用误差分离理论对轴（孔）类工件表面缺陷进行涡流检测的研究

提出了一种应用误差分离理论对轴（孔）类工件表面缺陷进行涡流无损检测的新方法,建立了基于该理论的提取轴（孔）类工件表面缺陷信息的数学模型,并以此为理论依据,设计了轴（孔）类表面缺陷涡流检测实验系统。从实验结果可以看出,被测工件表面的缺陷信息被明显地提取出来,从而验证了系统的正确性。     

高精度细长轴高效数控加工自适应控制系统研究

高精度细长轴在精密机械设备和仪器仪表中使用很多。针对现有加工手段存在工序复杂、精度不易保证、加工效率低下等缺点，提出了基于自适应控制思想的高精度细长轴高效数控加工系统的解决方案。采用该系统可以很方便高效地加工出各种高精度细长轴。在控制好数控随动支架的位移精度和检测系统的精度的前提下，还可以实现超高精度、超长细长轴的高效自动加工。如能实现检测元件测杆的自动开合状态，则可以方便地实现高精度细长阶梯轴的自动加工。     

油气管道裂纹涡流检测探头的研制

分析了基于涡流传感技术的油气管道裂纹检测机理,开发了一种裂纹检测系统,研制不同结构参数的检测探头,对含裂纹试件进行扫查。试验结果表明,环形激励线圈的高度和匝数对探头的检测能力影响显著,减小线圈高度、增加匝数有利于提高探头的裂纹检测性能;研制的涡流检测探头可实现宽1 mm裂纹的有效检出。     

水冷壁管漏磁/超声无损检测机器人设计

根据电站锅炉水冷壁管的缺陷特征和运行环境,研究了管壁内外表面缺陷和壁厚减薄的磁性与超声波融合的无损检测方法。研制了一种能在管壁表面自动爬行的高效无损检测机器人系统,开发了相关的爬行机器人、磁化装置、检测装置、控制系统和缺陷数据分析与可视化软件。试验证明,磁性检测装置能完成锅炉在役管道的普查和缺陷定位,超声检测能有效实现局部缺陷的定量检测。该检测机器人系统具有很大的实用和推广价值。