小径管周向裂纹脉冲涡流检测仿真和试验研究

针对小径管周向裂纹缺陷,通过有限元仿真及试验,研究了利用磁导体环形激励脉冲涡流检测技术检测小径管周向裂纹缺陷的问题。仿真给出了管道在有缺陷和无缺陷状态下磁场分布、涡流分布以及接收线圈的电压值。从仿真结果可以观察出,周向裂纹端头处的磁场分布以及涡流分布会发生明显变化,产生沿管壁法向的磁场,检测线圈位于裂纹端头处正上方时检测灵敏度最高。实际检测结果与仿真结果一致,表明磁导体环形激励轴向涡流对小径管周向缺陷具有显著的检测效果。     

阵列探头在传热管管板区涡流检测中的应用

传统上采用Bobbin探头进行凝汽器传热管涡流检测时存在管板盲区问题。基于传热管管板区涡流检测需求,研究了CXB型阵列探头在此领域的应用。通过设计制作凝汽器模拟管板,开展了试验研究。试验发现,CXB探头能够有效解决涡流检测中Bobbin探头在传热管管板区存在的盲区问题。同时,试验解决了CXB探头对于缺陷的定量评定难题。最后给出了现场检测中的实际应用结果。     

铜覆钢涡流检测探头优化设计与研究

为了提高涡流检测技术对铜覆钢表面及近表面的检测灵敏度,针对探头与铜覆钢的同轴度状态、激励信号频率、探头线圈的匝数及宽度探头等变量对铜覆钢涡流检测过程造成的影响,从同轴度矫正和探头参数优化的角度对铜覆钢涡流检测探头进行设计。利用数值仿真技术从理论上确认探头与铜覆钢的同轴度对涡流检测效果的影响。设计制作直径可调铜覆钢专用检测探头,可检测出铜覆钢材料中深度为0.1 mm的近表面缺陷。采用正交实验方法研究不同因素对涡流检测探头的影响程度。结果表明,铜覆钢涡流检测探头激励频率为25～35 kHz时,探头对于铜覆钢缺陷的检测灵敏度最高。因此,通过改善探头结构、优化探头参数,可提高铜覆钢涡流检测灵敏度。     

蒸汽发生器传热管凹痕与缺陷的涡流检测信号分析

国内某核电站蒸汽发生器传热管涡流检测时发现部分可疑信号,不能确定其缺陷类型,故设计和制作了模拟试件,采用轴绕式差分探头对模拟试件进行涡流检测对比试验,同时采用旋转探头、阵列探头进行复核,模拟常规超声无法有效分辨该信号时的解决方法。试验结果表明,该缺陷信号不是单纯的凹痕信号,而是凹痕与缺陷的复合信号,对于类似信号可通过混频的方式消除其中的干扰变量从而达到区分和定量的目的。     

基于脉冲涡流的多层异种金属材料内部缺陷检测

多层异种金属材料被广泛地应用于航空航天、国防、核工业等领域。由于异种金属材料的特殊性、复杂性,其内部容易出现缺陷,这对传统的无损检测技术提出了挑战。为了提高对该结构内部缺陷的检测能力,提出了磁集中脉冲涡流检测技术。通过设计优化涡流探头的结构参数和设计磁屏蔽方法聚集磁场,提高了内部缺陷的检测灵敏度。最后,使用磁集中结构的脉冲涡流探头对不同缺陷大小的多层异种结构试件进行了检测和方法验证,试验结果表明,设计的脉冲涡流检测平台能成功检测多层异种试件中的缺陷。     

脉冲涡流矩形传感器参数仿真优化设计

脉冲涡流矩形传感器是近年来涡流无损检测的研究热点。采用COMSOL有限元仿真软件建立了矩形探头有限元仿真模型,以电导率变化为变化因子,使用单因素轮换法对矩形探头的尺寸比例进行了优化设计。通过仿真实验和数据分析,得出矩形探头长宽高比例为2∶1∶1.5时,探头的灵敏度、线性度最佳。本仿真优化结论可为使用脉冲涡流进行矩形探头缺陷或应力检测提供参考。     

特殊结构铆钉原位涡流检测的探头设计

通过对机匣上特殊结构铆钉原位检测方法的分析,从检测实际情况出发,提出使用涡流方法对其进行原位检测。结合铆钉结构对涡流检测探头进行设计,并制作带有一定尺寸人工缺陷的对比试件进行测试。试验表明,所设计探头有较高的灵敏度和信噪比,可以满足铆钉裂纹的涡流原位检测。     

用于钢轨裂纹检测的铁基非晶合金涡流探头研究

在震动冲击及加工缺陷共同作用下,钢轨经过长时间的疲劳运行易造成疲劳裂纹,为对其进行有效检测,设计一种用铁基非晶合金作为磁芯的涡流探头,探头由激励线圈、检测线圈组成。通过试验,对线圈各参数进行优化,以提高灵敏度,增强其抗干扰能力。通过大量试验和实践检测表面,涡流探头可检测出钢轨裂纹。     

涡流X-probe探头的试验及应用

探头是阵列涡流检测的关键部件,介绍了一种新型的内穿过式涡流阵列探头——X-probe。分析了X-probe探头的工作原理,并通过试验研究,归纳了X-probe探头检测的不同类型缺陷信号特征、支撑下缺陷响应以及伤深与相位的关系。并介绍了X-probe探头在核电厂凝汽器传热管涡流检查的应用情况。试验结果表明,X-probe探头能够获取缺陷轮廓并依据AF和CF通道的幅值分辨出缺陷方向。现场应用证实X-probe探头具有良好的管板区缺陷检出能力,能很好地检测分辨并测量周向复合缺陷的伤深。     

铝合金焊缝裂纹涡流检测系统设计及试验研究

针对铝合金焊缝表面及近表面裂纹缺陷涡流检测时缺陷信号难于识别问题,开发了基于ARM的铝合金焊缝裂纹涡流检测系统,设计研制了铝合金焊缝涡流检测探头,开展了带有预制裂纹的铝合金焊缝涡流检测试验。试验结果表明:利用研发的铝合金焊缝涡流检测系统及探头能够有效实现对铝合金焊缝表面及近表面裂纹的检测和判别,其中噪声信号阻抗图平行于实部分量轴线,缺陷信号阻抗图呈现"8字"形且和噪声信号具有较大的相位差,具有较高的信噪比。对非铁磁性材料焊缝的涡流检测系统的开发和探头的研制具有一定的工程应用价值。     

基于涡流效应的管道内壁缺陷检测与识别

在管道内检测中为了有效识别管道内壁缺陷,提出了基于涡流效应的检测方法,实现管道内壁缺陷的检测与识别。分析了缺陷大小及探头提离值对检测结果的影响,采用电桥式涡流检测方法对实验钢板进行检测的结果表明,系统最小能分辨孔径为2mm的缺陷;在涡流探头提离值为4mm时依然能有效检测到缺陷信号。     

导波检测技术在小径管检测中的应用

在规格为60mm×6mm的小径管上加工不同宽度及深度的纵向及周向槽,试验了国产定制导波探头对人工缺陷的检测能力,并将试验结果应用于小径管的内壁腐蚀检测。结果表明:对纵向槽的周向导波检测,其周向检测距离超过管道周长的一半;对周向槽的纵向导波检测,最大检测距离约为250mm;随着槽深的降低,导波检测距离迅速降低;依据试验结果制定了导波对现场小径管内壁腐蚀的检测工艺,现场应用表明,定制的导波探头能够保证小径管上腐蚀坑的有效检出。     

一种地面钢质管道损伤涡流磁场检测系统设计

针对解决地面钢质管道的损伤检测问题,提出一种基于涡流磁场检测原理的无损检测技术,设计了新型检测探头和矫正探头组成差分结构,对探头参数进行计算,优化探头结构,搭建实验平台,完成了一种涡流磁场管道检测系统设计。采用有限元仿真研究方法,分析了在检测探头激励磁场的作用下,管道在缺陷处的三轴磁场变化规律及电势变化情况。通过开展室内实验研究,分析了管道存在不同种类缺陷时,其缺陷处磁感应强度变化规律,应用物理方法提取出不同种类缺陷信号,使缺陷直观突显。研究结果表明:设计的一种基于涡流磁场地面钢质管道损伤检测系统可以实现对管道损伤的有效检测,且能够保证一定的提离距离。     

核电站蒸汽发生器用690镍基合金传热管制造过程中的涡流检测

核电站蒸汽发生器用690镍基合金传热管在制造过程中至少需进行3次涡流检测,第一次是直管成品时,使用外穿式探头主要检测传热管外壁缺陷;第二次是弯管前,使用内穿式探头主要控制传热管信噪比;第三次是弯管后,使用内穿式探头主要检测传热管内壁缺陷。介绍了3次涡流检测的时机、目的、参数设置、信号分析和验收评定结果。另外通过试验研究了整体消应力热处理对涡流检测的影响,试验结果表明,整体消应力热处理对U形传热管的内涡流检测信号无影响且未产生热处理信号。     

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。     

自制外穿式涡流探头

通过试验总结了骨架尺寸、线径、匝数对涡流检测缺陷信号的影响规律;理论计算了产品所需的检验频率及设备匹配所需的电感。结合试验规律,根据设备所需最佳匹配阻抗制作了满足公司锆合金管材的涡流探头。     

加热器碳钢管内插式探头涡流探伤试验

用内插式探头磁化涡流和远场涡流检测技术对８个电厂４８台加热器碳钢管进行了检测,试验结果表明,磁化涡流对碳钢管道孔和内壁缺陷检测灵敏度较高,对外壁缺陷检测灵敏度较低,容易区分内外壁缺陷;远场涡流对碳钢管通孔检测灵敏度较低,地内外壁缺陷检测灵敏度较高,但难以区分内外壁缺陷。     

涂层厚度对涡流检测的影响

采用放置式探头对带有不同厚度涂层的含有表面缺陷的钢板进行涡流检测,研究涡流检测表面缺陷的能力与涂层厚度之间的关系。结果表明:在表面涂层厚度不大于2 500μm时,使用放置式探头的涡流检测方法检测钢板上的不同类型缺陷和不同深度缺陷的效果更好。     

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。     

石化系统聚乙烯醇反应器的列管涡流检测技术

为了防止石化系统聚乙烯醇反应器列管破损所引起的介质泄露事故,对其进行了涡流检测。检测时根据列管运行情况可能产生的缺陷,制作了标准样管。采用内穿过式差分涡流探头,将标准样管的检测结果与实际列管检测结果相对比,得到了列管的缺陷状况。经解剖,检测结果与实际情况吻合较好。