磁导率检测技术对430不锈钢构件检测的最优激励频率设计研究

磁导率检测技术是一种可高精度评价铁磁构件整体或部分区域应力集中、疲劳损伤状况的无损检测方法。依据磁导率检测原理,以430铁素体不锈钢试件为研究对象,研究激励电压幅值、激励线圈匝数、检测线圈匝数及外加拉应力对检测传感器最优激励频率的影响。研究发现,最优检测频率随激励线圈匝数的增加而减小;最优检测频率与外加拉应力有关,当外加拉应力超出试件的弹性变形阶段时,最优频率随拉应力的增大而增大;最优检测频率不随激励电压幅值、检测线圈匝数的变化而变化,但随着激励电压幅值、检测线圈匝数的增加,检测灵敏度升高。该研究结论可为灵敏传感器的设计提供参考。     

钢丝绳应力集中和疲劳损伤的电磁无损检测技术分析

随着钢丝绳在工业技术中应用的快速发展,钢丝绳运行安全和高效经济的问题日益引起人们的广泛关注。鉴于此,阐述了与钢丝拉索无损检测技术相关的基础问题,分析了钢丝绳无损检测技术在国内外的发展演变历程;研究评述了钢丝绳无损检测技术最新研究成果的优点和缺点;重点分析讨论了检测传感器设计、信号处理方法、定性分析和定量识别技术、寿命预测方法等方面的研究进展,并指出了钢丝绳电磁检测技术目前所面临的问题及今后的研究发展方向,为深入研究电磁无损检测技术应用于钢丝绳损伤检测和质量评价提供了借鉴。     

不同材料在不同应力状态下的磁记忆信号特征

磁记忆是力磁效应的一种表现,目前关于力磁效应的基本规律及机理研究还没有统一的定论。为了进一步对磁记忆效应的机理及不同材料不同应力状态下磁记忆信号特征进行试验性的研究,对不同铁磁材料(Q235,20号钢,45号钢)圆棒试件进行静载拉伸试验,分别测量某固定点处在线加载和在线卸载2种不同应力状态下的磁记忆信号。试验结果表明:3种不同材料在线加载时磁记忆信号各表现出了不同的力磁效应;在线卸载时测得的磁记忆信号更能有利地分析构件的应力阶段;弹性阶段时磁荷梯度GF变化幅度不大,接近屈服阶段时,磁荷梯度变化幅度变大,可以利用磁荷梯度对低碳钢材料应力定量评价。试验结果为磁记忆效应机理研究提供了一定的依据,也为金属磁记忆检测的定量检测提供了潜在可能性。     

基于磁导率检测技术的应力集中和疲劳损伤检测

磁导率检测技术是依据探头闭合磁路中感应电压与磁通量的变化率成正比的电磁感应原理来检测试件磁导率变化的评价方法。此种方法高精度检测构件某区域与磁导率相关的各种变化,如应力集中、疲劳损伤、老化蜕变等。从磁路欧姆定律出发,推导分析了检测方法和检测原理。以Q235钢和45号钢为例,从试验上研究了检测信号随拉应力、拉力残余应力和疲劳损伤程度的变化关系。试验发现,依据磁导率检测技术,可有效测量铁磁材料试件所处的应力状态,判断构件曾经受过的最大应力。依据应力作用后的残余应力,测量构件曾经受过的最大应力具有更高的检测灵敏度。试验结果表明,对疲劳损伤的检测灵敏度低于对应力集中的检测灵敏度;对低碳钢Q235的疲劳损伤检测灵敏度大于对中碳钢45号钢的检测灵敏度。     

基于概率分析的核电传热管降质失效评估方法研究

发展核电是国家能源安全战略的重要组成部分,核电安全是对核电事业发展的最基本要求。依据核电传热管的检测历史数据和专家数据,利用全概率理论和Bayes公式提出了对传热管降质完整性评估的概率计算方法。通过对应力腐蚀、疲劳损伤等影响因素的分析,实现了在不同应力腐蚀和疲劳损伤条件下对传热管降质分布的概率计算。该评估方法可以将多个影响因素共同作用的复杂问题,简化为单个影响因素的逐一修正问题,简化了计算和处理方法。该方法可为核电蒸汽发生器传热管的降质概率评估提供借鉴。     

外加磁场对Q235钢力磁效应影响试验研究

为研究外加磁场对铁磁材料力磁效应的影响,制作通不同大小直流电的螺旋管作为外加磁场,对带有圆孔缺陷的Q235钢试件进行干扰的静载拉伸试验。结果表明:在地磁场环境中,经去应力退火的试件在没有施加载荷时,初始磁感应强度值趋近于0,磁记忆信号曲线近似水平直线;在施加载荷时,法向磁信号和切向磁信号曲线均发生波动,产生非线性变化;在一定外加磁场范围内,在外加磁场方向和地磁场方向存在差异时,外加磁场与磁记忆信号具有不同的相关性,同向外加磁场越大时,应力集中区磁记忆信号愈加明显;外加磁场的大小不改变其法向和切向磁记忆信号曲线变化规律,但影响其磁感应强度B值和斜率K值的大小,并且对在弹性阶段和塑性阶段法向和切向磁记忆信号的影响也存在差异性。     

基于ACFM检测技术的裂纹识别及定量评价研究

分析了基于ACFM检测技术的蝶形图裂纹判别法,包括蝶形图直接判别法、蝶形图面积判别法和综合判断法。在试验数据分析的基础上,研究了该检测技术的定量评价算法。研究发现,Bz分量峰谷间距与裂纹长度成正比,可以依据Bz分量峰谷间距精确地反演裂纹的长度信息;裂纹中间的Bx值与裂纹的长度和深度有关,可以依据裂纹长度和Bx的中间值联立反演精确判定裂纹的深度;Bz的峰值高度与裂纹的深度和长度密切相关,可以依据裂纹长度和Bz的峰值高度联合反演裂纹的深度。该研究成果可为该检测技术的定量判定提供依据。     

基于TMR传感器的ACFM检测系统的设计及试验研究

设计了一套含有ACFM探头(一种基于隧道磁电阻TMR传感器的探头)和驱动电路以及前端放大滤波电路结合的ACFM检测系统,由于TMR传感器具有小型化、低成本、低功耗、高度集成、高响应频率和高灵敏度特性使得探头的灵敏度优于用其他传感器设计的探头。     

铁磁构件的缺口角度对磁记忆信号的影响研究

为研究静载拉伸载荷下铁磁构件磁记忆信号分布规律,对不同缺口角度的20钢试件进行外加载荷的拉伸试验,检测构件表面漏磁场法向分量Hp(y)值大小。试验结果表明:处于不同变形阶段的不同缺口角度的铁磁构件,磁记忆信号法向分量Hp(y)分布曲线表现出不同的非线性程度与幅值大小;随着构件缺口角度的增大,Hp(y)幅值也随着增大。分析试验结果可知,通过磁记忆分布曲线的特征可大致判断受力试件所在的变形阶段。