电磁超声检测技术在石油管行业板材和管材检测中的应用

简述了电磁超声检测技术的基本原理以及电磁超声检测的两个重要组成部分,高频线圈和磁铁的优化设计、检测方法和检测结果,举例说明了该技术在石油管行业板材和管材检测中的应用,同时说明了该检测方法的优势和局限性。该方法可有效应用于板材和管材的检测,可靠性、准确度和检测效率能达到传统的自动超声检测水平。电磁超声检测(EMAT)是一种可靠的新型无损检测方法,将逐渐在石油管行业领域得到广泛应用。     

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。     

板材电磁成形实验研究

此文对板材电磁成形进行了较全面的实验研究，并对板材在成形过程中变形规律进行了分析，同时对成形效率进行了讨论，为电磁成形技术的推广应用奠定了基础。     

电磁超声表面波的铝板检测技术

针对电磁超声换能器激发导波多模态的问题,研究了单极性磁钢作用下具有曲折线圈结构的EMAT在铝板中的工作机理,以及固定激发频率下曲折线圈间距对该EMAT激发导波多模态的影响。利用ANSYS有限元软件对不同线圈间距的电磁超声换能器进行仿真,分析质点所受洛伦兹力。只改变线圈间距的情况下在铝板上对1.5mm、3mm、5mm三种间距的曲折线圈进行对比实验。实验结果表明线圈间距小于1.5mm时,换能器在铝板上激发出的表面波现象增强。     

激光-电磁超声技术的检测原理与应用

系统介绍了激光-电磁超声检测技术的检测原理和技术特点。针对连铸钢坯中存在的多种类型缺陷,研究了钢坯表面、近表面和内部缺陷的检测方法。建立了激光-电磁超声检测系统,并对含有尺寸为30mm×0.2mm×0.2mm的表面裂纹、Ф3mm×30mm的近表面横通孔以及Ф3mm×30mm的内部横通孔的人工缺陷试样进行了检测。试验结果表明,该方法适用于钢坯缺陷的检测,且该技术在高温、腐蚀和高速运动等苛刻环境下的金属材料检测方面具有明显的优势和应用前景。     

电磁超声的数值模拟方法

电磁超声检测技术由于无需媒介以及与被测物体非接触,不但可提高检测效率,而且可将超声检测技术的应用扩展到高温、高速和在线检测。根据电磁超声传感器的工作原理,建立了基于有限元的电磁超声无损检测数值分析方法,开发了相应的计算程序,验证了其有效性。应用开发的电磁超声数值模拟程序,研究了不同激励方式对电磁超声波的影响,得到了相应超声波在均匀各向同性金属介质中的传播过程。该计算方法和程序为实际电磁超声检测中缺陷的定量和探头优化提供了手段。     

基于S构型内检式EMAT的管道裂纹电磁超声螺旋导波定量检测

为了解决传统轴向导波对管道斜向裂纹检测灵敏度低的缺点，基于电磁超声螺旋导波检测机理，提出了一种适用于管道斜向裂纹检测的S构型内检式EMAT(电磁超声换能器)。针对所提换能器，建立金属管道电磁超声螺旋导波检测有限元模型，探究不同螺旋角螺旋导波在管道上的传播过程和回波信号特征。搭建了电磁超声螺旋导波检测试验系统，采用所提EMAT和L(0,2)轴向导波EMAT对斜向裂纹进行检测。试验结果表明，S构型内检式EMAT对于斜向裂纹具有更高的检测灵敏度，对于裂纹的高分辨率检测具有重要意义。     

钢轨踏面电磁超声检测信号处理方法

针对钢轨踏面电磁超声检测信号幅值小、信噪比低的问题,研究适用于电磁超声的数字信号处理方法,利用小波变换对信号进行消噪处理,通过希尔伯特变换提取信号包络,并对处理后的数据进行超声成像。采用LabWindows/CVI和Matlab混合编程的方式设计上位机数据分析软件。试验表明,该方法显著提高了电磁超声回波信号的信噪比,能有效地检测钢轨踏面缺陷并进行定位。     

用于无损检测的电磁超声换能器研究进展

电磁超声换能器(EMAT)是一种通过电磁耦合方法产生和接收超声波的换能器。由于EMAT具有非接触性、无需耦合剂等优点,受到广大无损检测与评估工作者的广泛关注。从物理原理出发,介绍了EMAT过程数学建模、装置设计以及工程应用等方面的研究现状,并对其发展趋势作出了展望。     

电磁超声传感器的检测灵敏度优化

电磁超声检测技术因具有无需耦合剂、可非接触检测的优点,广泛应用于极端温度、未经打磨等工况下的设备检测。电磁超声检测灵敏度是电磁超声检测能力的重要表征,然而直入射检测灵敏度受设备、探头、被检材料等因素影响,实际表现参差不齐。研究了线圈外径和激励频率对电磁超声检测灵敏度的影响,然后根据仿真结果设计了新的电磁超声传感器并进行检测试验。试验结果表明,优化后的电磁超声传感器检测灵敏度有所提升,可检测到碳钢中■2 mm平底孔缺陷。综合仿真与试验结果可知,减小线圈外径与提高激励频率,能够提高电磁超声的检测灵敏度。     

超声导波-电磁超声组合技术在油气管道的腐蚀检测应用

针对油气管道常见的腐蚀检测主要分内检测和外检测,出于不停机降本增效的目的,选择采用外检测方式对某化工企业油气管道进行超声导波+电磁超声组合的腐蚀扫查,实践应用表明,采用超声导波+电磁超声的组合手段是一种较高效的腐蚀检测技术。     

电磁超声技术在焊缝检测中的应用

电磁超声技术利用洛伦兹力或磁致伸缩原理在金属或磁性材料中激发出超声波,它是一种超声无损检测新技术。相对于其他无损检测技术而言,电磁超声具有所有的超声检测的优势。声波的激发发生在材料的表面而不是在传感器内部。所以它与传统的基于压电换能器的超声检测相比,具有无需耦合剂、可非接触、可适用于超低温或超高温环境、有利于工业自动化以及可方便有效地实现横波检测及导波检测等优势。Innerspec Technologies公司致力于电磁超声技术的研发和应用,在近十几年中开发了150多台工业在线电磁超声检测系统,广泛应用于钢铁、汽车制造、石油天然气管道和压力容器等领域。作为一种超声波技术,电磁超声可以应用于各种厚度测量、缺陷检测以及材料表征。举例讨论了电磁超声在焊缝检测中的应用。第一个应用是利用导波对激光拼焊板的检测。第二个应用是电阻焊钢管的在线检测。利用沿着周向传播的超声导波对焊缝进行检测,克服了由于焊缝位置偏转对传统超声焊缝检测设备带来的困难。第三个应用是水平横波以及多通道电磁超声相控阵技术实现奥氏体不锈钢焊缝的检测。     

电磁超声换能器法在线检测深冲钢板r^—值

对电磁超声换能器法的发展历史沿革进行了回顾；在理论上对ｒ＾－值估算公式的推导过程进行了完善；最后指出了该技术目前所存在的问题。     

电磁超声换能器法在线检测深冲钢板值

对电磁超声换能器法的发展历史沿革进行了回顾;在理论上对(?)值估算公式的推导过程进行了完善;最后指出了该技术目前所存在的问题。     

基于电磁超声的钢板裂纹检测系统

设计了一种基于磁致伸缩原理的电磁超声裂纹检测系统。该系统由脉冲电源激励换能器线圈,进而在钢板中激发超声波,接收信号经过放大滤波后输入计算机进行处理。利用此系统进行钢板裂纹检测试验,裂纹定位误差〈1％。系统运行稳定可靠,可以用来检测钢板裂纹缺陷。     

铁磁材料电磁超声无损检测数值模拟

电磁超声无损检测由于具有无需耦合剂、检测速度快、效率高等优点而被应用于众多工程领域。文章研究了碳素钢电磁超声无损检测数值模拟中的重点问题——磁性材料内部磁场分布的数值模拟方法。以麦克斯韦方程组为理论基础,基于等效磁极化法开发了铁磁材料内部的磁化强度计算方法和程序。数值模拟中采用有限元-边界元混合方法,并采用等效电流模型计算永磁体磁场分布,以实现铁磁性材料内部三维静态磁场数值模拟。通过对数值模拟结果的分析及与ANSYS计算结果进行比对,验证了方法的有效性。     

稠油热采井口装置腐蚀缺陷的电磁超声检测

采用蒸汽辅助重力泄油(SAGD)技术的井口是新疆油田重要的稠油热采装置，随着服役时间的增加该井口装置的冲蚀减薄愈加严重，而成为安全生产的重大隐患。为及时发现稠油热采井口装置的腐蚀减薄部位，通过有限元仿真分析了不同位置的电磁超声信号特征，并通过检测含模拟腐蚀缺陷的试件，对该方法进行了验证。试验结果表明，提出的电磁超声检测方法能够有效发现稠油热采井口装置的腐蚀缺陷，对电磁超声高温在线检测工艺的开发及现场检测具有指导意义。     

基于FPGA的轮对踏面电磁超声在线检测系统

为了提高我国当前列车轮对的检测效率,设计了一种基于FPGA的列车轮对踏面电磁超声在线检测系统。该系统将电磁超声检测技术与FPGA应用技术相结合,采用基于FPGA的可编程片上系统技术,实现了电磁超声信号发射／接收、数据采集、微弱信号检测以及存储显示等,充分发挥了FPGA在运算速度和设计灵活性上的优势。试验表明,系统具有较高的检测精度和检测效率,可在列车运行速度〈20km／h时成功检测出轮对踏面上深度〉2mm的人工缺陷。     

电磁超声换能器的微弱信号检测

电磁超声换能器的换能效率很低,得到的接收信号十分微弱。为了改善接收信号质量,采用了基于谐振理论的选频放大技术、基于互相关理论的锁相放大技术以及平均技术3种方法对电磁超声接收信号进行处理。实验表明,所设计的选频放大电路和锁相放大电路均能将微弱的电磁超声接收信号从强噪声背景中分离,而平均技术则能够有效改善接收信号的信噪比。最后给出了电磁超声系统联调的实验波形,并对3种检测技术的优缺点进行了分析。