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。     

飞机铆接结构的远场涡流传感器设计及试验研究

飞机的结构件在铆接时存在铆接误差与应力集中,且在疲劳载荷的作用下容易产生疲劳裂纹,影响飞机的飞行安全性。针对铆接结构的隐藏缺陷,现有技术难以检测,而远场涡流检测技术不受集肤效应的限制,对铆接结构缺陷的检测具有潜在优势。本研究对铆接结构的隐藏缺陷开展远场涡流检测试验研究,从远场涡流检测理论出发,研究激励/检测线圈距离、匝数与检测频率、灵敏度的关系,在此基础上优化远场涡流传感器的激励参数。结果表明:当激励线圈的匝数为1 000,可感生出较强的涡流场;由于检测线圈采用的是差分形式,当检测线圈距离为7 mm时,检测信号幅值最大,且根据幅值特性或相位特性任一个信号,可准确对缺陷进行定位。     

基于LabVIEW的远场涡流检测扫查系统研究

针对金属构件近表面存在的裂纹缺陷,基于远场涡流检测法,建立了包含运动扫查平台、信号激励、数据采集等模块的远场涡流检测扫查系统。运动扫查平台利用PLC控制步进电机带动三维扫查架运动;编写LabVIEW数据采集程序,控制NI采集卡对检测信号进行采集,在LabVIEW软件与PLC之间使用MX组件通讯,使LabVIEW可以访问PLC的寄存器,读取三维扫查架各轴位移信息,软件与硬件相结合,实现缺陷的自动化检测。设计了2种不同类型的缺陷,实验结果表明,随着缺陷埋深减少及缺陷宽度增大,得到的缺陷信号也在变大,实际缺陷位置与检测到的缺陷位置误差为0.001 mm;同时,该方法能够检测出最大埋深为5 mm、宽度为0.2 mm的矩形缺陷。     

不锈钢管件裂纹深度的涡流阻抗分析

在利用外穿过式线圈对不锈钢管件进行涡流检测时,发现深度分别为0.10,0.15和0.20 mm的三种裂纹无法利用检测信号的相位角进行识别。针对这一现象,利用阻抗分析方法进行了计算,得出在不同检测频率下,管件表面从0.10～1.90 mm不同深度裂纹的相位角,以及上述无法区分的三种缺陷的幅值。在此基础上,制作了带有人工缺陷的试样管件并对其进行涡流检测。检测结果表明,根据检测信号幅值的大小,可将深度差异为0.05 mm的人工缺陷区分开,且检测结果稳定可靠。     

蒸汽发生器传热管涡流检验中多缺陷信号判别的可靠性

利用数值计算的方法,通过对涡流检验区域存在多缺陷的传热管道模型进行模拟及计算,获得了缺陷不同间距、深度与复合信号响应的幅值及相位的变化关系,以此分析对缺陷进行深度定量的可靠性并归纳多缺陷信号的判定依据,从而提高涡流检验的效果与精度。     

管道远场涡流安全诊断技术

简述远场涡流检测技术的基本原理,从检测理论模型、检测传感器、检测信号处理技术、检测信号影响因素、检测技术工程应用等方面,对远场涡流检测技术作出论述,并指出远场涡流检测技术的理论研究和应用研究的发展趋势。远场涡流检测技术采用内通过式检测方式,可对在役运行小直径钢管管道的缺陷进行检测,是一种有发展前景的管道无损检测技术。     

远场涡流技术检测带翼片管的研究

远场涡流检测对高导电管的管壁上的缺陷非常敏感，具有透壁性。探讨应用远场涡流技术检测带翼片(散热片或金属隔板组件)钢管的有关问题，分析了管外翼片对远场涡流的耦合特性和缺陷信号的影响，得出了翼片响应信号与缺陷信号的关系及缺陷信号的提取方法。     

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。     

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。     

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。     

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。     

远场涡流探头改进的有限元仿真

远场涡流检测是电磁无损检测中的一个重要的研究方向，主要用于铁磁性管道的无损检测。与传统涡流无损检测相比，它有着对管内外壁缺陷灵敏度一致、提离效应小等一系列优点，但由于检测线圈是在远场区，导致探头过长，给实际检测带来了不便，因此，需要对其进行改进，提前远场区，拉近激励和检测线圈的距离。首先叙述了探头改进的一系列方案，然后针对这些方案利用有限元仿真工具ANSYS对其进行了仿真试验，得出了仿真结果，给实际的检测系统试验提供了理论上的指导作用。     

Experimental and analytical study for detectability of the back-side flaws of flat ferromagnetic plates by RFECT

In the present study, two types of ferrite core probes were prepared with different pick-up coil positions for remote field eddy current testing. One probe has a pick-up coil on the beam of the U-type ferrite core, and the other probe has a pick-up coil on the pole of the U-type ferrite core. The two types of probes were examined for their capability to create an effective remote field to detect a back-side defect. The results showed that the pick-up coil at the pole of the U-type ferrite core can detect an effective remote field phenomenon. In addition a time harmonic analysis was carried out, and the flow of the magnetic flux of the direct field was used to analyze the difference in the results with the two probes.The detectability for back-side flaws was confirmed with the proposed probes. Compared to a previous study, the signal measured from back-side flaws with the type II probe was large. However, the signal-to-noise (SN) ratio for the detection of back-side flaws did not improve because of the different background signal before and after the back-side flaw.     

磁饱和后的涡流检测信号的非涡流效应

系统地进行了实验规划和验证,最后应用等效源法对实验结果进行了分析。分析表明,钢管在磁饱和状态下的涡流检测信号并不是由涡流效应产生的,而是由漏磁场引起的。缺陷的漏磁信号可视为一等效电流源,产生的扰动磁场被调制在高频载波上而引起涡流仪的信号显示。     

脉冲涡流检测信号的同步采样方法

为了有效利用脉冲涡流信号的低频成分检测钢板内部裂纹缺陷,提出了脉冲涡流同步采样方法。介绍了该方法的工作原理;采用在钢板上加工不同规格矩形槽的方法模拟钢板的裂纹缺陷;设计了由激励线圈和检测线圈构成的传感器,实现脉冲涡流信号的提取;采用数据采集卡采集信号,以Labview为平台,实现同步采样方法的软件设计。对钢板缺陷的检测和试验数据的分析,证明了脉冲涡流同步采样方法在钢板内部裂纹缺陷检测中具有较高的灵敏度,可以有效识别钢板内部裂纹缺陷。     

高速漏磁检测方法的发展

漏磁检测法已成功应用于各类铁磁性材料的检测中,但当代生产技术的革新和新应用领域的出现对漏磁检测法的检测速度提出了新的挑战.高速漏磁检测的信号出现畸变,制约着检测速度的进一步提高.对此,众多研究人员对信号畸变的机理进行研究,发现磁化滞后效应是影响高速漏磁检测信号的主要因素.当高速运动的钢管通过磁化线圈时,涡流使得管壁内的...     

电站锅炉水冷壁管远场涡流检测

电站锅炉水冷壁管泄漏事故将影响到机组的安全、经济运行。利用远场涡流检测技术可发现在役水冷壁管的金属缺陷。介绍了远场涡流检测技术的原理、特点以及检测工艺等。采用高性能涡流检测系统,配合外置式多通道探头,对电站锅炉在役水冷壁管进行远场涡流检测,取得了良好的效果,为电站锅炉质量监督和安全运行提供了行之有效的手段。     

换热器传热管通孔缺陷的涡流检测信号

国内外涡流检测标准通常规定通孔缺陷的信号相位为40°左右。但是在实际换热器管检测中发现,泄漏缺陷信号的相位大到105°左右,小至25°附近,若使用常规的相位一缺陷深度曲线进行评定,将导致缺陷深度的误差很大。分析了相关文献以及实际检测中通孔信号的涡流检测相位规律,发现通孔类缺陷的检测相位与孔径和壁厚等体积因素有关。若通孔的金属流失量大,则相位超前;若金属流失量小,则相位滞后。在使用涡流方法检测管道时,应该结合缺陷信号的幅值和相位信息,才能准确综合评定缺陷深度。     

Magnetic field shielding technique for pulsed remote field eddy current inspection of planar conductors

Pulsed remote field eddy current (PRFEC) can be used for detection of deeply buried flaws in non-magnetic flat plates. However, detection sensitivity for buried defect is low due to the great depth and the weak detecting signal. To improve the defect detection sensitivity, the PRFEC probe is optimized with the magnetic field shielding techniques in this work. On one hand, the exciting coil with shielding structure can focus the indirect magnetic field to penetrate through the plate. On the other hand, the detecting coil and the region between these two coils with shielding material can block and minimize the magnetic field energy diffusion along the direct coupling path. In order to investigate the shielding technique which blocks the direct coupling magnetic field, simulation studies using finite element method (FEM) has been first conducted, where three different PRFEC probes have been simulated and compared. Both detection abilities to defects in different directions and to thickness variation have been analyzed by using the second probe with shielding structure. The conclusions derived from the simulation study have been validated through experimental studies. Both simulation and experimental studies have indicated that the shielding technique can improve the detection sensitivity of subsurface defects.     

轨道车辆带阻尼浆铝合金地板加强筋定位检测仿真与试验研究

轨道车辆带阻尼浆铝合金地板的隐藏缺陷检测受到加强筋的干扰,需要定位加强筋的位置。建立带阻尼浆铝合金地板的远场涡流检测模型,优化分析定位加强筋的最佳激励频率;根据加强筋宽度H与激励线圈外径D的大小关系,研究HD情况下的检测信号特征,建立远场涡流检测试验平台并开展地板加强筋定位检测试验验证。试验结果表明:当激励频率为0.6 kHz、5 mm厚非导电层下,该定位方法可完成3 mm宽的铝合金地板加强筋定位检测,试验结果与仿真结果一致,远场涡流检测技术可有效解决高速动车组带阻尼浆铝合金地板加强筋的定位检测。