脉冲漏磁检测管道技术的有限元分析

漏磁检测方法作为一种无损检测技术广泛应用于钢材等的检测。分析了脉冲漏磁检测原理,提出了脉冲交流磁化方式。采用有限元法对系统参数变化等影响缺陷漏磁场分布因素进行了仿真计算,分析了提离、缺陷深度及宽度等变化对脉冲漏磁检测结果的影响。结果表明在较大提离情况下,脉冲漏磁检测方法具有可提取较多检测信息、输出电压幅值高的优点,在钢管的缺陷检测中将有广阔的应用前景。     

钢板缺陷的脉冲漏磁检测系统设计及试验

基于脉冲漏磁检测技术检测钢板缺陷,实现钢板表面和背面缺陷的区分。利用设计的钢板脉冲漏磁检测系统,提取了钢板表面和背面缺陷的信号,分析在脉冲信号激励下的缺陷漏磁信号特征。根据信号电压峰值和电压谷值同步曲线区分缺陷,编写了基于Labview的检测程序,实现了钢板表面和背面缺陷检测和区分。在实验室条件下,通过设计的脉冲漏磁检测系统,对刻有矩形槽的钢板进行了检测。试验结果表明,基于脉冲漏磁检测技术,利用电压信号峰值和谷值同步采样曲线,可对钢板表面和背面缺陷进行检测和区分。     

涡流效应对脉冲漏磁检测信号的影响

为了研究脉冲漏磁检测中涡流效应对漏磁信号的影响,应用有限元分析软件建立了脉冲漏磁检测仿真模型,对被测样本内磁场与涡流分布随时间变化的情况进行了分析,进而研究了基于不同激励电压和磁芯磁导率仿真模型的漏磁信号波形。仿真结果表明,当磁场激励较小时,漏磁信号在脉冲激励电压的上升阶段存在过冲现象,随后达到稳态。搭建了检测平台进行检测试验,检测结果与仿真结果相一致,研究表明在缺陷检测中应用检测信号峰值特征评估缺陷深度的方法具有更高的精度。     

阵列漏磁检测技术在钢管探伤中的应用

传统的钢管漏磁探伤设备能够实现纵向缺陷和横向缺陷的检测,对于其他方向缺陷的检出效果不稳定。以某公司的漏磁探伤设备为基础,介绍了阵列漏磁检测的工作原理和实际探伤效果。实践表明,阵列漏磁探伤设备不仅灵敏度高,而且对不同取向缺陷具有相近的检出灵敏度。     

脉冲漏磁传感器的优化设计与试验验证

在铁磁性板材、管道腐蚀、裂纹等缺陷检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势。在对多种不同结构的传感器进行仿真分析的基础上,提出了一种新型励磁结构的脉冲漏磁传感器,减少了背景噪声磁场对缺陷漏磁信号的磁场压缩作用,提高了传感器对缺陷信息获取的准确性,适合于绝缘层或涂覆层下缺陷的检测。研制了新型传感器,并对标准试件进行了测试。试验证明了传感器设计的正确性及有效性。     

脉冲漏磁缺陷定位及腐蚀检测

提出了一种脉冲漏磁检测技术和超声测厚技术相结合的方法,应用于铁磁性材料的腐蚀缺陷检测系统中,可进行大面积、快速缺陷检测。设计了一套完整的脉冲漏磁检测系统,通过提取时域的有效特征值,实现了对缺陷的快速定位,因脉冲信号具有很宽的频谱,其感应信号更有利于反映缺陷的信息,并采用超声测厚仪对腐蚀缺陷的深度进行定量检测。通过试验表明了所采用方法的可行性和有效性,具有较大的应用价值。     

超强磁化下漏磁检测的穿透深度

在漏磁检测中,随着待检测铁磁性构件的厚度的增加和缺陷埋藏深度的增大,缺陷的检出将变得越发困难。为探求漏磁检测的极限探伤能力,在钢板上制作了不同埋藏深度的盲孔,进行了漏磁检测的穿透深度试验,给出了不同磁化程度下的检测信号。在超强度磁化下,实现了埋藏深度为70mm的φ2mm×20mm盲孔的检测,对厚壁钢管漏磁探伤的应用具有指导价值。     

基于LabVIEW的多通道漏磁检测系统设计

根据漏磁检测原理,基于虚拟仪器的设计思想,使用虚拟仪器开发工具LabVIEW和数据采集卡设计了一套多通道漏磁检测系统,实现了对铁磁性材料上各种缺陷的数据采集、实时显示、缺陷报警、数据存储及缺陷量化分析。系统界面友好简洁,使用方便。在加工有人工缺陷的壁厚为9mm的工业钢管上开展了多次检测试验,实验证明,系统具有较高的检测灵敏度,可靠性强。     

基于单线圈斜向磁化的钢管漏磁检测方法

针对目前钢管纵、横向缺陷采用漏磁方法分开检测的不足,依据单线圈磁场特性,提出并分析了基于同轴单线圈、斜置单线圈、辅以聚磁器的斜置单线圈和辅以聚磁器的同轴单线圈的四种钢管磁化方法。得出了单线圈斜置是钢管产生斜向磁化的必要条件,聚磁器能增强斜向磁场的结论。在此结论基础上建立了基于斜向磁化的,可同时检测出纵、横向缺陷的钢管漏磁检测方法。     

基于Ansoft软件的钢管漏磁检测三维有限元仿真研究

介绍了钢管漏磁检测技术原理,利用三维电磁场有限元分析软件Ansoft实现了钢管缺陷漏磁场的仿真计算。根据实测的钢管磁化曲线,确定了励磁线圈的工作电流和测量元件的提离值,获得了最佳的信噪比。采用网格自适应剖分和自定义剖分相结合的方法解决了检测区域磁场解的收敛性问题,保证了计算的准确性。该研究可用于漏磁检测中缺陷的定位和定量识别。     

Pulsed electromagnetic methods for defect detection and characterisation

The magnetic flux leakage (MFL) method has very good defect detection and location capabilities, but defect sizing capabilities, especially for sub-surface defect characterisation, are limited. The pulsed magnetic flux leakage (PMFL) technique has recently been introduced and shown to have great potential for automated defect sizing for surface-breaking defects using time-frequency signal processing techniques, but sizing of sub-surface defects has proved problematic. In this paper, pulsed magnetic reluctance (PMR), a new electromagnetic (EM) non-destructive evaluation (NDE) technique, is introduced and incorporated into a dual PMFL/PMR probe for the characterisation of surface and sub-surface defects in ferromagnetic materials. Experimental results from a comparison study of the two techniques using variety of defects analysed using time-frequency analysis show that the techniques offer complementary information, with PMFL providing defect location data and data for the characterisation of surface defects and PMR offering sub-surface defect characterisation capabilities. The work concludes that integration of these inspection techniques in the new pulsed EM probe can provide enhanced defect characterisation capabilities for flux leakage-based inspection systems using relatively simple time-frequency signal processing techniques.     

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。     

脉冲漏磁检测中的涡流效应

为了解脉冲漏磁检测中涡流效应的特点,奠定进一步分析脉冲漏磁检测信号的基础,建立了脉冲漏磁检测的有限元仿真模型,观察了检测中瞬态磁场和感生涡流的分布,分析了感生涡流特征量的特点及影响因素。结果表明,脉冲漏磁检测中,瞬态磁场和感生涡流总体上符合集肤效应并相互影响,其中感生涡流具有渗透深度浅、感应强度大的特点,涡流密度峰值时间在深度方向上有较强的分辨率。电导率和磁导率影响感生涡流的渗透深度和密度峰值时间在深度方向上的分辨率;脉冲激励上升时间常数只影响感生涡流的渗透深度,而和密度峰值时间在深度方向上的分辨率无关。     

漏磁检测技术在圆钢裂纹检测中的应用

针对表面裂纹缺陷占圆钢质量异议的比例超过了80%,裂纹缺陷成为制约特钢产品质量的关键问题。通过漏磁检测可实现对圆钢的100%检测,最大程度地消除了试样圆钢与被检圆钢的检测结果差异,极大地降低了产品的成本。由于漏磁检测过程可监控、检测结果可统计、产品质量可追溯,因此对及时发现产品缺陷,快速改善上游工序生产状态,阻止质量事故扩大化起到了至关重要的作用。     

利用磁屏蔽效应改善钻杆漏磁检测信号信噪比

为了高效率地检测油田钻杆,设计了磁屏蔽器,电磁有限元分析表明,有磁屏蔽器存在时,钻杆漏磁信号将明显集中于缺陷附近,且永磁体元件之间通过空气介质耦合的背景磁通会大大降低。钻杆实物漏磁测试证实了这一分析结果,配有磁屏蔽器的探头可明显提高漏磁信号信噪比,有利于提高缺陷漏磁识别率。     

基于钢管旋转的高速漏磁探伤装备及其关键技术

针对钢管生产对高速漏磁探伤设备日益剧增的需求,从钢管漏磁检测原理及方法入手,提出并分析了高速漏磁检测关键技术.基于这些关键技术,开发出国内第一套基于钢管螺旋运动、检测速度达到2.8 m/s的高速漏磁检测设备,其检测指标达到API标准的最高探伤要求,具有较好的使用效果.