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。     

基于ACFM技术的阵列TMR探头及裂纹检测系统开发

隧道磁电阻(TMR)是近年来发展的一种高精度磁传感器,在交流电磁场检测(ACFM)领域有很好的应用和发展前景。基于TMR传感器和交流电磁场检测技术,采用宽U型激励,设计了一种新型高精度阵列检测探头。借助TMR阵列探头,搭建完整的ACFM系统,开展了裂纹检测试验。试验结果表明,使用该探头的ACFM检测系统具有较大的检测范围和较高的检测灵敏度,在实现工件大面积检测的同时,可有效防止漏检。     

飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测传感器参数优化

飞机多层结构铆钉周围埋藏裂纹检测是无损检测领域的一个难点和热点,脉冲涡流能够对这种裂纹进行有效的检测。针对这种缺陷检测,本研究采用了一种双激励线圈且用隧道磁电阻(TMR)为接收的新型探头。双激励源反向联接,激励电流不至于过大,但磁场却能达到局部聚焦的作用。通过大量试验对该传感器参数进行优化选择,以提高传感器的检测灵敏度。试验结果表明:当激励线圈绕制180匝、两激励线圈间距为20~30 mm、单个线圈水平夹角为60°~90°、且TMR位于裂纹正上方时探头的检测灵敏度最大。该研究结果可为飞机多层结构铆钉周围裂纹脉冲涡流检测探头设计提供参考。     

飞机多层结构铆钉孔周缺陷的阵列脉冲涡流检测

飞机多层金属铆接结构中铆钉周边缺陷的检测是无损检测领域中的难点。基于阵列脉冲涡流检测技术,采用线性阵列矩形探头并用TMR芯片接收信号,采用旋转式扫描的检测方法对铆钉孔周缺陷进行检测。结果表明,缺陷和阵列轴线存在一个最佳角度检测点,旋转式扫描方法对铆钉孔周缺陷具有显著的检测效果。     

交变电磁场检测激励探头的仿真与结构优化

应用COMSOL Multiphysics软件建立了交变电磁场检测缺陷的有限元模型,基于仿真模型分析了不同几何尺寸的磁芯对被检工件表面感应电流的均匀分布和工件缺陷检测效果的影响。研究了磁芯腿部高度、截面宽度和上部长度3个参数变化对工件感应电流均匀性分布和感应磁场信号分布的影响特征,得到了不同几何参数下的激励线圈对缺陷检测灵敏度的影响结果。在不同几何参数的U型探头激励下,得出了工件缺陷电磁场信号的特征分布情况以及检测缺陷时的最优磁芯几何参数,为U型交变电磁场激励探头的优化设计提供了依据。     

管道中激励和接收扭转模态导波专用探头的研制与应用

超声导波检测技术是一种新兴的无损检测方法。扭转模态是管道中超声导波的模态之一,可以检测各类缺陷。采用厚度切变型压电陶瓷作为敏感元件的探头,其外形尺寸为20 mm×10 mm×20 mm,在4 m长的钢管中进行了扭转模态的激励与接收试验。结果表明,该探头能够有效地激励和接收扭转模态,抑制了其它模态导波的干扰。     

基于瞬变电磁法的金属管道外检测技术

针对输油输气金属管道产生腐蚀缺陷的现象,采用基于瞬变电磁法的铁磁性金属管道外检测技术,进行管道腐蚀实时检测。利用COMSOL有限元仿真软件建立线圈探头和待测管道的实体模型,仿真得出缺陷几何尺寸对线圈探头产生磁场的变化规律;通过改变线圈探头的激励强度、缺陷深度等条件,分析缺陷处磁感应强度的特征。结合仿真分析结果,制作线圈探头实验装置,并利用该装置实现了对内径为80mm、外径为100mm的管道检测。实验结果表明,在管道的缺陷处,检测到感应电动势信号峰值比管道无缺陷处高,可实现对管道缺陷的检测。     

蜂窝夹芯复合材料空气耦合超声检测技术研究

超声波通常借助液体耦合剂透射进入检测对象内部。然而,蜂窝夹芯复合材料板有时不允许采用液体进行声学耦合,导致常规超声检测技术无法应用于复合材料内部缺陷检测。由此,本研究提出蜂窝夹芯复合材料板的空气耦合超声成像检测技术。首先,通过优选探头参数、优化探头布置方法高效接收超声透射波;其次,基于透射波幅值进行超声C扫描成像;最后,结合金相方法分析图像特征。研究结果表明,空气耦合超声检测技术可对蜂窝材料进行成像检测,能够直观显示完好蜂窝结构、脱粘、芯层压缩,是一种可避免耦合剂污染的高精度复合材料无损检测技术。     

铝蜂窝夹芯结构的数字成像检测研究

蜂窝夹芯结构常见缺陷有蒙皮与蜂窝芯脱粘、蜂窝芯变形、蜂窝芯节点开裂和蜂窝积水等,目前单一的无损检测方法还不能有效地解决蜂窝夹芯结构中的各种缺陷检测问题。针对铝蜂窝夹芯结构,首先制作了6种典型人工缺陷,利用射线DR(Digital Radiography)和计算机射线照相(Computed Radiography,CR)技术对夹杂、蜂窝芯变形、蜂窝芯格断裂、富胶等缺陷进行了数字射线成像检测,得到了高质量的缺陷数字检测图像,并进行了对比分析。针对蜂窝积水检测问题,采用射线DR技术进行了数字成像检测研究,表明积水量大小会影响图像灰度。对含有人工脱粘缺陷的铝蜂窝夹芯结构件,采用脉冲反射法对其粘接质量进行了超声C扫描成像检测研究,通过底波幅值成像得到了脱粘缺陷的超声C扫描数字图像。结果表明:数字射线成像和超声C扫描成像结合为蜂窝夹芯结构提供了一种数字化的无损检测方法。     

铝蜂窝胶接缺陷的红外热波无损检测

蒙皮与蜂窝之间的脱粘缺陷使铝蜂窝夹心复合板的强度大大降低，严重影响金属蜂窝胶接产品的应用，必须对其进行严格的无损检测。用红外热波技术对铝蜂窝夹层胶接结构进行检测，结果表明，该技术可对试件夹层胶接质量和蜂窝结构作快速有效直观的检测。     

飞机铝蜂窝复合材料的典型缺陷检测

为有效检出飞机铝蜂窝复合材料的缺陷位置及缺陷大小,评估缺陷损伤程度,运用激光错位散斑检测方法对有无缺陷及缺陷位置进行了检测,并采用声阻检测方法对缺陷大小进行了评估。试验结果表明,激光错位散斑检测法能够快速定位飞机铝蜂窝复合材料缺陷的位置,但检测精度不高;声阻检测法能够对缺陷位置进行精确检测。两种检测方法的结合使用,提高了检测结果的可靠性和准确性,为进一步开展飞机铝蜂窝复合材料缺陷损伤检测及评估奠定了基础。     

金属蜂窝结构粘接缺陷的机械阻抗法检测

介绍了用机械阻抗法检测金属蜂窝结构脱粘缺陷的方法。描述了机械阻抗检测的原理、探头和仪器的结构,对检测参考试块人工缺陷的试验和结果,以及初步应用于产品检验的概况。结论认为,机械阻抗法检测金属蜂窝结构脱粘缺陷的灵敏度和可靠性都能满足有关技术文件的要求。指出了机械阻抗法的优缺点,以及单触点探头与双触点探头在应用方面的差异。     

层压板和蜂窝结构粘接缺陷的超声C扫描检测

介绍了用某超声C扫描检测设备检测碳纤维环氧层压板、碳环氧板纸蜂窝粘接结构、铝板铝蜂窝粘接结构三种材料粘接缺陷的试验结果。试验用的试块带有4,10,16mm三种尺寸的人工缺陷,用于模拟各种脱粘缺陷。采用喷水探头透射法,用5MHz超声检测层压板,用1MHz超声检测蜂窝结构,都得到了人工缺陷的清晰准确的C扫描图。对于厚度为135mm的纸蜂窝结构,因超声衰减太大,尚不能检测。     

基于磁传感器的带包覆层管道腐蚀脉冲涡流检测

使用隧道磁电阻(TMR)传感器对带包覆层的铁磁性管道的腐蚀进行脉冲涡流检测时,地磁场会对检测结果有影响。管道东西向放置时,针对70mm包覆层铁磁性管道腐蚀,TMR磁传感器分别放置于管道正上方、相对偏转45°、相对偏转90°进行了检测试验。试验结果表明,TMR放置角度对检测有一定影响;在实际检测中,TMR的接收方向与地磁场方向的角度发生较大改变时,应重新选取检测的参考基准。     

在役高压储气瓶组自动化超声检测系统研制

介绍了全自动高压储气瓶组管体超声波检测系统的设计和开发,系统主要用于对在役高压储气瓶组管体实施不拆卸情况下的超声波自动化检测。检测系统包括移动模组、轮式探头、智能超声波激励与数据处理模块,可对管体内部的腐蚀与缺陷进行100%全覆盖扫描,扫描完毕后产生全管体的C扫描图像,并显示气瓶的腐蚀状况和缺陷状况。该系统专门针对在役高压储气瓶组的现场检测而开发,可自动沿管体移动,自动发射接收并自动处理存储检测信号。设备在实际高压储气瓶组上进行了测试和使用,检测系统的灵敏度和分辨率满足国家相关标准。     

包覆层管道内壁腐蚀脉冲涡流检测

应用脉冲涡流检测方法,对不同厚度包覆层铁磁性管道内壁腐蚀缺陷进行了检测.对两组不同类型的腐蚀缺陷进行了试验,分析了检测灵敏度的变化.试验结果表明,对内壁面积型腐蚀有很好的检测能力,通过对探头结构与参数优化设计,对裂纹型腐蚀也有较好的检测能力,很好地抑制了噪声,提高了检测分辨率.     

接收线圈位置对脉冲涡流检测灵敏度的影响

研究了对带包覆层管道的内部腐蚀进行脉冲涡流检测时,接收线圈的位置变化对检测灵敏度的影响,进行了探头置于激励线圈下不同位置的有限元仿真和试验研究。有限元仿真结果表明:在轴向和周向2个方向都是当检测线圈位于激励线圈边缘正下方时检测效果最好,其灵敏度分别为0.61、0.60。验证试验表明:在轴向和周向2个方向上,最佳检测位置都是位于激励线圈边缘正下方,其灵敏度分别为0.26、0.27。试验结果与仿真结果基本一致,表明接收线圈在激励线圈外边缘正下方附近时,检测灵敏度达到最大。研究结果有助于带包覆层管道腐蚀的脉冲涡流检测的传感器设计。     

交流电磁场检测技术的探头激励装置优化设计

利用交流电磁场检测试验台对交流电磁场检测设备的探头激励装置进行优化设计。选取U形磁芯结构的激励方式,对比分析磁芯材料、磁芯结构、激励线圈结构、激励电压等因素对检测效果的影响,完成激励装置的优化设计。使用设计的激励装置对4种尺寸的典型缺陷进行检测,验证了激励装置的检测效果,使裂纹检测的分辨率达到了3mm。     

长输管道腐蚀超声检测及克服内缺陷误判技术

超声管道内检测机器人(US Pig)能够正确地测出长输管道均匀腐蚀的壁厚,而当内壁腐蚀面积小于探头声束的覆盖面积时,就会发生错误的判断.分析了常规超声检测腐蚀缺陷误判原因,介绍了采用宽频超声相位识别技术克服内腐蚀缺陷误判漏判.     

蒸汽发生器传热管旋转探头与阵列探头涡流检测技术对比

造成压水堆核电站蒸汽发生器降质的主要原因有晶间腐蚀、应力腐蚀裂纹、减薄、凹痕、机械磨损、疲劳等。为了可靠地检测出传热管的运行缺陷,分析了旋转探头与阵列探头的特性,对两种探头的缺陷识别以及检测能力进行了比较试验,确定了传热管涡流检测中使用旋转探头及阵列探头的技术特点。