钢球平底孔超声直探头接触法检测研究

针对钢球内部缺陷的检测问题,对超声直探头接触法进行钢球内部缺陷检测的机理展开研究,并采用人工平底孔作为试验对象及评价方式。首先,探究了钢球回波信号中三角形迟到波的声束传播路径,并找出三角形迟到波的出现位置相对于底波的固定比例关系,避免检测中的误判。然后,对不同深度人工平底孔进行试验,结果表明:直探头接触法可有效检测钢球平底孔,其回波信号的信噪比达到12 d B,且随着平底孔深度的不断增加,回波信号的幅值逐渐增大,回波与底波之间的相对声程可描述平底孔的深度值。最后,通过分析圆盘声源轴线上的声压分布,提出了钢球平底孔回波声压的理论计算方法。     

弹药筒超声自动检测方法与系统

提出了一种基于弹药筒下母线入射的恒定横波折射角方法,实现对不同规格弹药筒的微细裂纹检测,通过仿真和实验验证检测的可靠性。设计了用于弹药筒等小径筒体的多工位高速超声自动化检测系统,分析检测系统中缺陷信号和干扰信号的特征,提出一种扫描信号滤波报警算法,最终实现了弹药筒上料、检测、分选全过程自动化。结果表明,该系统能检测的最小缺陷深度为0.05 mm,检测速度可达1 200件/h,误判率仅为1％。     

基于可重构钻杆加厚区超声自动探伤标定方法

因钻杆管端加厚区壁厚变化不均,所以用超声自动探伤技术对其探伤时无法标定,难以实现缺陷的定量分析。为此,提出了基于可重构钻杆加厚区超声自动探伤标定方法。它采用测厚传感器自动生成钻杆内、外壁轮廓图,检测传感器根据重构的轮廓自动调整姿态,得到缺陷处对应壁厚及探伤数据,通过数据修正后拟合成壁厚与波高的关系曲线,实时跟踪系统依据该曲线在不同厚度处自动调整探伤仪增益值,保持加厚区缺陷信号的一致性,达到缺陷定量检测的目的。试验结果表明,可重构钻杆加厚区超声自动探伤标定方法可以检测出所有缺陷,经修正后的探伤数据也能为钻杆缺陷定量分析提供依据。     

基于脉冲磁化的阵列磁桥式位移传感器

针对热轧钢管和在役油井管等铁磁性工件的表面无损检测的应用需求,提出一种阵列磁桥式位移传感方法和传感器,实现在一定空间分辨率下针对表面形貌缺陷的磁成像检测。其中传感器与被测工件共同组成磁回路,并采用特定的紧凑型阵列磁化结构,而具体参数设置较灵活可以获得较好性能。首先通过分时激励减小相邻测点间的互扰,并对阵列中单个位移测量磁路施加脉冲磁化;再间隔采样各个测量磁路中的磁场,计算得到对应位置的位移值。通过理论计算和仿真,本文还研究了传感器在不同基础提离下分辨出方槽状表面形变的分辨力性能,分析了在系统的扫查和采样参数影响下对被测表面成像的空间分辨率性能。相较于已有的H形磁桥式位移传感器位移测量量程为1～5 mm,线性度约2%;实验验证了该阵列传感器的量程为0.2～7.0 mm,B-y位移传感特性曲线拟合的线性度约为1%。     

漏磁探伤及其信号处理

本文基于漏磁探伤原理，扼要介绍了钢管管缝监测装置和钢丝绳断丝检测装置，对装置中信号的处理分别从定性和定量的处理方式上进行了分析论述。     

涡流引起的钢棒磁化滞后时间理论计算

在漏磁检测中,当检测速度增大时,漏磁场随之减小。针对这一现象,对钢棒在瞬变磁场下的磁化模型进行分析,在线圈中通入方波电流激励模拟外磁场瞬间变化的情况。通过求解谐波形式的Maxwell方程组得到单频电流激励下钢棒内磁矢量及磁场强度分布;对方波激励情形,通过Fourier变换将方波分解成谐波的叠加,计算得到各频率下的响应函数,再通过逆变换得到磁场的时域响应;计算电导率、磁导率对磁场达到稳定所需时间的影响。结果表明,在外磁场瞬间变化时,钢棒表面处的磁场几乎随外磁场同步变化,而中心处的磁场明显滞后于外磁场的变化,这一滞后效应导致了高速检测时钢棒内磁化不足,从而进一步影响了漏磁场的大小。     

涡流效应影响高速运动钢管磁化的仿真研究

根据楞次定律,在高速漏磁检测过程中钢管与轴向磁化线圈发生轴向相对运动时将产生涡流效应。涡流磁场与原磁化场叠加后影响钢管磁化状态,最终影响到高速漏磁检测结果的一致性。为分析高速漏磁检测中涡流效应对钢管全长磁化的影响,将原磁化场矢量分解轴向分量和径向分量并根据楞次定律建立钢管内部涡流分布方程,并获得感应涡流磁场在钢管中的空间分布。分析涡流磁场叠加于原磁化场之后对管头、管体和管尾处磁化状态的影响,发现管头涡流磁场与原磁化场方向相反,涡流效应具有抑制钢管磁化作用;管尾处两者方向相同,涡流效应具有增强磁化作用;涡流效应对管体磁化基本没有影响。通过有限元法分析钢管运行速度与涡流密度的关系,并进一步研究涡流效应对钢管管头、管体和管尾磁化状态的影响,为钢管全长一致性评价提供参考依据。     

油管对扣螺纹隔层漏磁探伤方法实验分析

介绍了油管对扣螺纹缺陷的隔层漏磁检测方法。首先采用有限元仿真对该方法进行了可行性论证分析,随后通过实验验证。结果表明,在激发出对扣螺纹牙型信号的基础上可发现其上的缺陷异常信号。本文所提出的方法可以在不拆扣的情况下对螺纹啮合区上的缺陷进行检测,减少了检测过程中拆卸油管接箍的工序,提高检测效率的同时也降低了劳动强度。     

JZLA注水井分层流量温度测试仪研制及应用

JZL-A型注水井流量温度测试仪主要用于分层注水井井下流量测试.介绍了该仪器的结构、工作原理、技术指标和现场应用效果,并阐述了该仪器在注水井分层流量测试方面的优势和推广应用前景.     

测井电缆铠装断丝定量检测方法与实验研究

针对测井电缆使用过程中的铠装断丝现象,基于漏磁检测法设计了测井电缆铠装断丝检测实验系统.实验研究了单根断丝和集中断丝的漏磁信号特征.根据断丝信号的特征,讨论了量化断丝数量的反演方法.实验和分析结果表明,利用漏磁检测法,结合聚磁技术,可以有效地实现铠装断丝的检测;多项式模型对于断丝根数反演具有一定的适用性;合理地选择断丝配置可以提高模型的稳定性和精度.该系统能够对电缆铠装断丝进行有效定量检测,保证了测井仪器的使用安全.