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。     

带钢制保护套管的钢管腐蚀缺陷的脉冲涡流检测方法研究

流体输运钢管外部加一层保护性钢套管,会使从外部检测内管腐蚀更加困难。本研究基于脉冲涡流检测技术,设计一种扁平U型结构传感器,可在双层钢管间隙中检测内管腐蚀情况而不受套管影响,且该检测方法一次扫查可同时获得内管的内壁和外壁减薄信息。使用圆柱型探头和U型探头检测试件3处缺陷,同时将钢管间隙减小到25、35 mm,与不加套管时的检测缺陷结果进行对比。结果表明:和传统同轴式圆柱形探头相比,U型传感器对外部保护钢管有着较强的抗干扰的能力,对衰减曲线影响较小,在间隙间检测内管腐蚀缺陷有较高的灵敏度,能够满足工业现场要求。     

铁磁性平板构件腐蚀缺陷的脉冲涡流检测

为检测铁磁性平板构件背部的小型点腐蚀缺陷,使用脉冲涡流检测的方法实现缺陷的检测与识别。基于脉冲涡流检测技术,设计脉冲涡流传感器,在激励频率为32、16、8、4 Hz的低频下对厚度为3、6、9 mm的平板上的腐蚀缺陷点进行了试验。检测结果表明,使用脉冲涡流检测技术可检测到深度1 mm、直径2 mm的圆形点腐蚀缺陷,能有效检测出铁磁性平板表面及背部的小型点蚀缺陷。     

金属管道内外壁缺陷的脉冲涡流检测系统

针对金属管道的内、外壁缺陷的区分难题,采用脉冲涡流检测技术来区分内、外壁缺陷,设计了一套涡流检测系统。系统采用占空比为50%的矩形波作为涡流激励信号;设计了分别由涡流线圈和串联电阻组成的测量桥臂和参考桥臂;通过中央处理器(CPLD)进行除法运算得到差分电导,根据差分电导的不同波形,可以判断缺陷是位于管道内壁还是外壁。设计了信号采样时序,利用内检测器动态测试机构来评价涡流检测系统对内、外壁缺陷的识别程度。测试结果表明该脉冲涡流检测系统能准确区分出金属管道的内、外壁缺陷。     

带保温层管道腐蚀缺陷的脉冲涡流检测技术仿真

脉冲涡流检测技术是近几年发展起来的一种新型无损检测技术,可以应用于金属管道和金属板的内腐蚀检测。以低碳无缝钢管的内壁腐蚀作为检测对象,建立了针对脉冲涡流检测的ANSYS有限元仿真模型,分析了磁场仿真的理论基础,列出了仿真分析的具体步骤。为ANSYS有限元仿真软件在脉冲涡流检测中的应用提供了参考,为脉冲涡流检测设备的研制提供了依据。     

铁磁性小径管道的脉冲双远场涡流检测

针对小径管缺陷检测中的线圈感应电压峰值和过零时间点太接近,从而降低了检测分辨率的问题,提出了一种改进的脉冲双远场涡流检测技术,将两端激励线圈分别施加不同频率的脉冲信号,此时中间检测线圈的信号会出现极高峰值,不同缺陷有不同的极高峰值与其对应,通过极高峰值便可确定管道的缺陷性质。利用有限元软件ANSYS Maxwell进行了建模仿真分析,表明该方法可以初步实现缺陷类型和缺陷性质的判断。     

CNG储气井套管远场涡流检测的设备研制

在研究远场涡流理论的基础上,针对CNG储气井套管损伤的特点,设计研发一套远场涡流检测系统。重点阐述了激励线圈和检测线圈的功能及设计,该远场涡流检测系统可以用于CNG储气井套管损伤检测。     

基于固态磁场传感器的脉冲涡流检测铁磁性构件腐蚀缺陷

脉冲涡流检测技术是一种新兴的电磁无损检测技术,该技术可用于铁磁性材料腐蚀缺陷的检测和评估。目前国内外铁磁性材料腐蚀缺陷的脉冲涡流检测多采用盘式检出线圈拾取感应电压信号,但对采用固态磁场传感器拾取磁场信号的分析尚存不足。通过解析建模仿真和试验发现,与传统感应电压信号相比,磁场信号对铁磁性构件腐蚀缺陷深度的响应更为灵敏,有利于铁磁性构件腐蚀缺陷检出率和评估精度的提升。     

铝蜂窝内腐蚀缺陷的脉冲涡流检测传感器参数优化

铝蜂窝内腐蚀缺陷的检测一直是无损检测领域的一个难点和热点。脉冲涡流检测技术对腐蚀缺陷十分敏感,采用该技术对铝蜂窝内腐蚀缺陷进行检测,设计了一种双激励的U型探头,并用TMR芯片接收信号。通过大量试验对U型探头模型、激励线圈匝数、TMR接收位置、激励频率和占空比进行了优化选择,确定了U型探头检测铝蜂窝内腐蚀缺陷的最优参数,使U型探头检测灵敏度达到最高。     

碳钢管束远场涡流检测缺陷识别与判定

远场涡流检测适用于铁磁性型材和零件的检测,能发现裂纹、减薄、凹坑等表面和近表面缺陷,可以确定缺陷的位置和相对尺寸,但难于判定缺陷的种类。本文介绍两种缺陷分析方法,并分析对比试样上缺陷波形的特征,应用于碳钢换热管束的检测中。     

大口径管道远场涡流缺陷检测仿真建模

利用有限元分析软件ANSYS对大口径油气管道的远场涡流检测进行了仿真研究。根据远场涡流的特点,采取局部法进行三维仿真,即先对无缺陷的二维轴对称远场涡流模型做仿真,得到缺陷外围区域的磁场分布,再以此为边界条件对缺陷区域做三维仿真。该方案显著降低了模型的规模,提高了远场涡流缺陷检测仿真的效率和准确性,使得对大口径油气管道的远场涡流仿真得以在PC机上完成。     

新型脉冲远场涡流传感器检测性能的仿真分析

远场涡流技术由于不受集肤效应的限制,其可实现原位检测的优点成为解决大厚度非磁性金属平板的有效途径。在前期研究工作基础上,介绍了新型非磁性平板构件脉冲远场涡流传感器的设计原理,并仿真分析了基于连通磁路传感器对不同走向缺陷及不同厚度平板的检测能力。结果表明：将脉冲远场涡流技术应用至非磁性金属平板检测时,检测信号所受扰动主要是缺陷对感应涡流的扰动,而非缺陷对磁场的扰动,这与其检测铁磁性材料存在根本的区别,同时,其可检测的板材厚度达到了25 mm,研究结果为脉冲远场涡流技术在航空领域的应用提供了有益的探索。     

基于脉冲涡流/电磁超声复合检测方法的复杂缺陷检测

相比于电磁超声检测方法,脉冲涡流检测方法对于近表面缺陷具有较高检测灵敏度。而电磁超声信号本身包含脉冲涡流信号部分,基于此特点,开发了电磁超声/脉冲涡流的复合无损检测方法。首先,基于有限元理论开发了电磁超声/脉冲涡流复合信号的数值模拟方法;其次,提出了基于频谱分析、滤波等策略对混合检出信号进行信号分离提取的方法,并结合试验验证了所提方法的有效性;最后,基于复合检测方法对铝板中的三种类型缺陷(表面缺陷、底部减薄缺陷、复合缺陷)同时成功地进行了检测,验证了所开发复合检测方法的优越性。     

脉冲激励远场涡流管道检测技术的有限元仿真

研究了脉冲激励下的远场涡流管道检测技术,采用有限元仿真的方法对检测系统参数对检测结果的影响做了详细的分析。表明该技术将远场涡流和脉冲激励的优势有效结合,能提取较多检测信息,可同时测量管道内径和内、外壁缺陷信息,且具有信号幅值高,功耗低的优点。     

脉冲涡流阵列缺陷成像检测技术

脉冲涡流阵列系统具有大面积、快速检测的优点,可用于金属表面裂纹的自动在线检测。在无损检测领域,应用成像技术可以直观地观测到被检测物体的缺陷位置及大小,提高检测人员的工作效率,促进无损检测技术的应用普及。设计了一套脉冲涡流阵列检测系统,包括脉冲涡流阵列探头。应用该系统对标准铝合金试件的缺陷进行了初步的成像处理,给出了标准铝合金试块缺陷成像检测结果,并指出今后的工作方向。     

设备腐蚀状况的脉冲涡流检测技术

承压设备的腐蚀状况检测非常重要。介绍了一种新型的腐蚀检测技术，即脉冲涡流检测技术。该技术检测腐蚀时不需要去除绝缘层，测量数据重复性好、精度高，是一种简便、高效、经济和实用的腐蚀测厚方法。     

铁磁性管道脉冲远场涡流检测中线圈间距影响

依据分析检测原理,对铁磁性管道脉冲远场涡流检测时激励线圈与接收线圈之间的间距对缺陷检测结果的影响进行试验研究。给出了试验所得的检测线圈衰减曲线、检测灵敏度曲线以及感应电压剖面曲线。对材质为J55,尺寸为73.8 mm×5.7 mm的油管进行检测试验,结果显示当线圈间距由60 mm逐步增加到210 mm时,检测线圈感应电压衰减曲线发生明显变化,缺陷检测灵敏度|Δu|/u由0.35逐步增加到143,最高灵敏度对应的接收时间点前移2 511μs;但线圈间距增加到240 mm时,灵敏度|Δu|/u降为73。试验结果表明:线圈间距为210 mm时,其检测灵敏度最佳。该研究对脉冲远场涡流检测探头的设计具有参考价值。     

严重腐蚀减薄后低碳钢管壁厚的远场涡流检测

在役换热器的低碳钢管通常用于循环水与工艺介质之间的热交换。一般情况下低碳钢管主要发生冲刷腐蚀和垢下腐蚀;若管壁严重腐蚀减薄甚至爆管,会影响换热器的正常运行。对换热器低碳钢管的检测,目前最有效且快速的方法是利用涡流检测技术(ET),对发生腐蚀减薄的低碳钢管用远场涡流检测技术(RFT)测量出较准确的壁厚值,依此可以判断低碳钢管的残余寿命,并对该换热器的监测及技术改造提供参考依据。     

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。     

油/水井管和套管远场涡流检测探头的研制

讨论了用于同时检测油/水井管和套管的远场涡流探头研制中的二次穿透区的确定和内外管缺陷的区分等问题。试验样管的检测结果与分析一致。