40Cr铜淬硬层深度的涡流无损检测

利用涡流方法和常规硬度分析法对常用的淬火钢-40Cr钢的淬硬层深度进行了检测.通过对检测所得涡流信号的分析、计算及其与硬度实验法测算结果的对比,发现涡流无损检测拟合计算方法与硬度分析法的结果最大相对偏差平均小于6%.本研究将最小二乘法用于涡流硬度检测拟合,拟合值与实测的最大相对偏差为0.5%,拟合率达到了99%,并由此得出了涡流检测淬火钢淬硬层深度的规律.研究结果表明,涡流检测方法可以作为一种可靠的无损检测方法来进行淬硬层深度的测算,且所得结果的误差较小.     

40Cr钢淬硬层深度的涡流无损检测

利用涡流方法和常规硬度分析法对常用的淬火钢-40Cr钢的淬硬层深度进行了检测。通过对检测所得涡流信号的分析、计算及其与硬度实验法测算结果的对比，发现涡流无损检测拟合计算方法与硬度分析法的结果最大相对偏差平均小于6％。本研究将最小二乘法用于涡流硬度检测拟合，拟合值与实测的最大相对偏差为0．55％，拟合率达到了99％，并由此得出了涡流检测淬火钢淬硬层深度的规律。研究结果表明，涡流检测方法可以作为一种可靠的无损检测方法来进行淬硬层深度的测算，且所得结果的误差较小。     

铁磁性材料缺陷的脉冲涡流检测系统设计

为了解决带包覆层输油管道等储油设备的腐蚀缺陷位置及缺陷性质不易确定等问题,根据脉冲涡流检测技术的频谱宽、信号穿透能力强的优点,开发设计了一套基于脉冲涡流的铁磁性材料缺陷检测系统。设计的新型检测传感器可实现缺陷位置的精确测定,通过对检测电压信号时域及频域特征值与铁磁性材料试件厚度变化产生的定量关系,确定试件的缺陷程度。在实验室以及现场试验得到检测信号与被测试件厚度的数学关系式,结果表明该系统能够精确在线检测20mm厚的包覆层下的铁磁性材料厚度及缺陷程度,具有一定的应用价值。     

基于频谱分析的脉冲涡流检测提离消除技术

脉冲涡流检测中由于探头倾斜等原因容易产生提离效应,严重影响缺陷的定量精度。利用激励脉冲频率成分丰富的特点,提出了一种基于频谱分析的提离效应消除新方法。通过试验发现,经该方法处理后的有提离的原始检测信号在低频部分已基本重合,消除了提离效应对低频的影响,且可通过提取低频特征值对缺陷的深度进行定量。试验结果证明,该方法可以有效地消除提离效应,提高缺陷的定量检测精度。     

金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测

鉴于脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测在金属构件损伤检测中的优势,提出一种非铁磁性金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测探头。通过数值仿真,在系统分析电磁场能流密度的基础上,研究脉冲涡流近-远场检测信号特性及其对构件腐蚀减薄缺陷的响应灵敏度,剖析检测信号特征与缺陷尺寸参数间的关联规律。同时,搭建试验平台,进一步探究基于脉冲涡流近-远场复合定量检测的非铁磁性金属构件腐蚀减薄缺陷定量检测方法。仿真及试验结果表明,所提集成磁场直接和间接耦合分量的新探头构型可同时对金属构件腐蚀减薄缺陷实施脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测,增强了缺陷定量信息的有效拾取。     

曲轴感应淬火及残余应力的仿真与试验研究

曲轴在感应淬火时产生应力集中或应力分布不均会导致曲轴变形过大而失效。本文采用有限元方法对曲轴加热和冷却过程及残余应力进行了仿真,并对轴颈显微组织、轴颈淬硬层深度及曲轴残余应力进行了测试分析。结果表明,轴颈淬硬层为细针状马氏体,基体为回火索氏体,表面平均硬度为52.8 HRC,心部硬度为26.0~30.0 HRC,淬火后轴颈表面残余压应力为-154.3~-254.9 MPa;连杆颈淬硬层深度为4.0 mm,过渡圆角处淬硬层深度为2.1 mm。曲轴感应淬火后淬硬层深度预测和残余应力的仿真结果与试验结果基本一致,仿真可预测淬硬层深度。     

下表面腐蚀定量中的低频脉冲涡流检测技术

由于受集肤效应的影响,传统的涡流检测技术很难对多层结构中的腐蚀缺陷进行有效检测。为解决飞机结构中下表面缺陷的定量检测问题,通过研究低频涡流与脉冲涡流检测技术原理,结合两者的优点,设计研制了一套完整的无损检测系统。在对检测信号进行瞬态分析的基础上,通过峰值、过零时间等特征量,实现了下表面腐蚀缺陷体积与深度的定量检测。而且通过对峰值曲线的分析,实现了缺陷长度的定量检测。试验结果表明,低频脉冲涡流检测技术在飞机无损检测行业中具有广阔的应用前景。     

高温连铸坯表面缺陷脉冲电涡流检测方法研究

高温铸坯表面缺陷在线检测对降低生产成本、提高铸坯的热送热装和直接轧制率具有重要意义。提出采用脉冲电涡流检测方法,对高温铸坯表面及近表面缺陷进行在线无损检测。介绍了脉冲电涡流高温铸坯表面缺陷检测方法试验装置,试验研究了脉冲电涡流探测器检测线圈信号的时域特征和频域特征,并给出缺陷信号特征提取方法。研究成果为进一步研究高温铸坯表面缺陷无损探伤装置提供理论基础和技术支撑。     

脉冲涡流无损检测技术在裂纹定量中的应用

脉冲涡流是近几年发展起来的一种无损检测技术。与传统涡流不同，脉冲涡流用一个脉冲电流来激励线圈，对检测探头感应的时域瞬态响应信号进行分析，选用信号的峰值、过零时间和峰值时间来对裂纹进行定量检测。对表面和近表面裂纹的长度和深度进行了定量检测，提出了辨别表面和近表面裂纹的公式。试验证实，脉冲涡流只需一次扫描就可对被测试件上不同深度的裂纹实现定量检测，因此具有广阔的应用前景。     

基于脉冲漏磁理论的带保温层管道腐蚀缺陷定量分析技术

对带保温层管道腐蚀缺陷的检测中,定量缺陷宽度、深度和体积是一个难点问题。提出了采用脉冲漏磁技术对带保温层管道腐蚀缺陷进行检测的方法。通过提取传感器感应信号不同的时域特征作为特征量,分析了不同特征量随缺陷参数的变化规律,得出对应关系式,实现了对缺陷宽度、深度和体积的定量检测。试验结果证明了所采用方法的正确性和有效性。     

铸钢-铝合金铆接构件的远场涡流检测工艺研究

对铆接结构的板间间隙进行了远场涡流检测试验研究,建立了铆接结构间隙的远场涡流检测有限元仿真模型,研究了激励电流和激励频率对虚部的影响,在此基础上优化了远场涡流传感器的激励参数。对比分析了实部、虚部特征量对间隙进行定量表征的效果。结果表明,优化后的最佳激励频率为100 Hz,检测信号幅值虚部为定量评估间隙的最优特征量。试验测试结果与仿真结论相吻合,规律一致。     

敫励参数和试件电磁参数对脉冲涡流检测影响的仿真分析

脉冲涡流检测技术已成功应用于带包覆层容器和管道壁厚检测。然而,由于铁磁性材料脉冲涡流检测机理的复杂性,目前缺乏对检测信号影响因素的有效分析方法。首先利用有限元仿真方法建立了脉冲涡流检测模型,并用试验验证了模型的正确性;然后研究了重复频率、占空比及边沿斜率等激励参数对检测信号的影响,为脉冲涡流检测激励模式的选择提供参考;最后分析了试件电磁参数对检测信号的影响,为脉冲涡流检测结果的解释提供依据。     

基于暂态磁场梯度信号的脉冲涡流无损检测和定量评估技术

脉冲涡流检测技术是目前对多层金属结构实施有效检测和定量评估的无损检测方法之一。传统脉冲涡流检测技术基于电磁感应原理,采用感应线圈或磁场传感器采集暂态磁场信号,以实现对多层金属结构内部缺陷的定位、识别以及量化评估。文章提出一种新型脉冲涡流检测技术,该技术主要基于已在核磁共振成像(MRI)领域得到应用的磁场梯度测量技术,将磁场梯度信号测量与脉冲涡流检测相结合,以实现对多层金属结构脉冲涡流检测灵敏度的提高。基于ETREE解析法,建立了所提方法的理论模型,推导了脉冲涡流检测磁场梯度信号理论表达式。通过仿真和试验,证明了该方法在多层金属结构亚表面材质劣化检测中的优势。     

脉冲漏磁检测缺陷信号特征分析

分析了脉冲漏磁检测原理,提出了脉冲交流磁化方式,建立了脉冲漏磁检测系统。对不同深度、长度等缺陷的钢管试件进行了测试,提取漏磁检测传感器瞬态感应电压信号进行定性时域分析。试验结果表明,在较大提离情况下,脉冲漏磁检测方法综合了漏磁检测和脉冲涡流检测的优点,具有快速、定量检测的特点,在钢管的缺陷检测中具有广阔的应用前景。     

基于脉冲涡流的复合金属层材料鉴别

针对石油双层复合金属管的非破坏性原位鉴别问题,提出了一种基于脉冲涡流的复合金属层材料鉴别方法.该方法充分利用脉冲涡流频谱范围广、检测深度大的优势,采用脉冲涡流检测方法避免了包覆金属层的屏蔽效应,实现了对待测金属层的检测与识别.对不锈钢包覆的铜、铁、铝等3种模拟试样开展脉冲涡流检测试验,提取了信号主峰幅值、主峰面积、过零...     

脉冲涡流激励信号参数对检测能力的影响

脉冲涡流检测方法是近年来发展起来的一种新型无损检测技术,检测时激励信号的参数选取对检测结果有一定影响。首先基于频域叠加法开发了脉冲涡流信号的快速算法;然后,分析了脉冲涡流激励信号的基频、占空比以及脉冲上升和衰减时间变化对检测灵敏度的影响,并从激励信号的频谱特性角度分析了原因,且给出了基频和占空比的选定原则。     

基于LabVIEW的脉冲涡流检测系统

脉冲涡流检测技术采用频谱丰富的脉冲作为激励信号,响应信号中包含多个频率的分量,从而增强了脉冲涡流检测的抗干扰能力,增加了检测的深度。采用虚拟仪器技术,研制了一套基于LabVIEW的脉冲涡流检测系统。系统由脉冲涡流检测硬件电路、上位计算机、数据采集卡以及相关软件组成。重点介绍了硬件电路中的激励源、前置滤波和传感器模块的设计。通过对标准试样进行检测试验,表明该系统具备良好的检测性能。     

磨削用量对灰铸铁HT250磨削淬硬层的影响

在平面磨床上采用白刚玉砂轮对灰铸铁HT250进行磨削淬硬试验,研究磨削用量对灰铸铁HT250磨削淬硬层的影响。结果表明：灰铸铁HT250磨削后淬硬层由表及里依次是熔化层、完全淬硬层、过渡层和基体。熔化层由二次渗碳体、残留奥氏体和碳化物组成;完全淬硬层由马氏体、残留奥氏体和条状石墨组成;过渡层由马氏体、珠光体、残留奥氏体和条状石墨组成。改变磨削用量对淬硬层高硬度区显微硬度值没有显著影响,其硬度在800～900 HV0.2之间。磨削深度增加或者工件进给速度减小,都会使淬硬层深度增大。磨削深度和工件进给速度会对淬硬层的均匀性产生影响,致使切入端、中间端、切出端淬硬层深度不同,在本试验条件下当进给速度v_w=0.4 m/min时淬硬层的均匀性较好。     

浅薄缺陷的脉冲漏磁信号特征量提取

为提高脉冲漏磁对浅薄缺陷的检测能力,提出了一种处理检测信号的二次差分方法,分离出在涡流效应的阻尼作用下产生的脉冲漏磁信号中的涡流分量,即二次差分信号。从二次差分信号中提取出了浅薄缺陷深度的新特征量——峰值时间Pt,并验证了二次差分方法的可行性。试验结果表明,和信号幅值大小相比,将Pt作为浅薄缺陷特征量,在检测浅薄缺陷时对缺陷深度的分辨率较高,同时能够克服检测探头提离所引起的缺陷特征量分辨率严重下降的问题。     

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。