浅析钢管涡流探伤之相位分辨

钢管涡流探伤中,为克服铁磁性金属磁导率对探伤的影响,需要对钢管进行饱和磁化。在实际检测中有时会出现缺陷信号的相位无法分辨的问题。理论分析及试验表明,磁化导致存在涡流效应以及漏磁效应两种机理。当磁化强度过饱和时,漏磁效应强于涡流效应,由于缺陷的漏磁信号不含有相位信息,使得缺陷信号相位无法分辨;当磁化强度合适时,涡流效应占主导地位,这时检测结果阻抗平面图上的各缺陷信号的形式与非铁磁性涡流探伤结果类似,缺陷相位分辨清楚。     

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。     

焊管常用探伤方法及技术

介绍了焊管常用的3种探伤方法(漏磁探伤、涡流探伤和超声波探伤)及技术。分析了3种探伤方法的优缺点:漏磁探伤灵敏度高,能很好地分辨出焊管内外壁缺陷,但长管体、大壁厚管在漏磁探伤后需做消磁处理;涡流探伤检测速度快,但受趋肤效应的限制,很难发现工件深处的缺陷;超声波探伤穿透能力强、缺陷定位准确、成本低、速度快,但探伤操作需经耦合,在北方严冬环境下耦合时焊管易冻结,给探伤作业带来不便。     

管材涡流探伤最佳频率数值模拟与试验验证

目前广泛采用的确定涡流探伤频率的方法主要是特征频率法和试验法,两种方法得出的频率通常不是最佳频率。采用ANSYS数值计算方法对人工标准缺陷的信号进行数值模拟,从而找出对内外壁缺陷信号的幅度都比较大,并且内外壁缺陷信号的相位差接近极大的激励频率。经过试验验证,计算结果与试验结果完全符合。结论认为,用ANSYS信号模拟方法可以找出最佳的激励频率,既能兼顾内外壁缺陷的检测灵敏度,又能从相位上区分内外壁缺陷的激励频率。     

管道动态磁化漏磁内检测信号的影响因素

在管道内检测中,检测装置和管道之间的相对运动会引起涡流,而涡流强度会受到检测速度、管道电导率、磁铁矫顽力、磁化器长度等因素的影响,进而影响到漏磁检测信号。对影响漏磁检测中涡流强度的几个关键因素进行了分析,通过有限元仿真得到了各个因素对管壁内涡流强度和管壁磁场状态的影响关系,并建立内、外壁缺陷模型,得到了各个因素对检测信号的具体影响。     

钢管内壁缺陷涡流检测的机理研究

钢管涡流检测多采用磁饱和技术以抑制磁导率波动引起的信号噪声,检测实践中发现此时内壁缺陷被检出,这与趋肤效应原理相矛盾。建立了含内壁刻槽的钢管磁饱和下的仿真和试验模型,剖析了内壁缺陷检出机理。仿真和试验结果表明:钢管缺陷漏磁场在探头内引起低频响应经相敏检波后被滤除,对信号无作用贡献,内壁缺陷在钢管外壁引起的磁导率畸变是影响信号的真正根源。研究结果明确了磁饱和下钢管涡流检测机理,可望指导钢管的工程实践检测。     

提高钢管涡流探伤可靠性的途径

我厂高、中低压炉管应用涡流探伤技术已有八年历史。初期应用目的仅是替代慢而繁的水压试验。多年探伤生产实践中发现原有国产涡流仪器及探伤设备对孔型缺陷敏感,而对条型缺陷(裂纹、折迭)不敏感,因而造成漏检,不能满足钢管生产要求,必须寻找提高钢管涡流探伤可靠性的新途径。1 影响涡流探伤可靠性的因素根据涡流探伤质量抽查及钢管漏、误报成因分析归纳,影响涡流探伤可靠性的因素有:①仪器性能:仪器设计水平、精度和功能等。②设备精度:先天不足、后     

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,涡流使得管壁内的磁场无法达到稳定状态,从而影响了漏磁检测信号。在机理探究的基础上,提出了增大磁化线圈长度、采用多级磁化等方法来抑制高速漏磁检测时信号的畸变。动生涡流无损检测法和动生涡流热成像检测法等新电磁检测方法也被提出,并在高速检测时获得了较好的效果。     

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。     

钢管通孔直径对涡流检测信号的影响研究

为研究通孔直径在钢管涡流检测中对检测信号的影响,开展了不同磁化强度下钢管通孔涡流检测试验,研究了不同直径通孔随磁化电流的信号变化特征。试验结果表明:通孔直径一定时,在非饱和磁化区(6~18 A)内,信号幅值随电流的增加先增大后减小,相位角随电流的增加逐步上升,在饱和磁化区(20~22 A)内,检测信号成形较小或严重扭曲,相位变化杂乱无章;当磁化电流一定时,信号幅值随通孔直径的增大而增大,不同直径通孔间信号相位角在非饱和磁化区(6~18A)内,最大值与最小值的极值偏差在10°~18°范围内变化,差异较小,而在饱和磁化区(20~22 A)信号相位角变化起伏较大,无明显规律。试验研究结果可用于指导钢管涡流检测工程实践。     

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。     

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。     

基于场量测量和频率扫描技术的交变漏磁无损检测系统

交变漏磁检测方法由于兼具涡流检测和传统漏磁检测的特点，对表面缺陷具有很高的识别率。在对交变漏磁检测理论进行分析的基础上，提出了基于场量测量和频率扫描技术的快速识别和深度定量检测模型，并通过试验证明了该模型能实现表面缺陷的快速检测和缺陷深度的定量检测。     

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。     

高速漏磁检测中钢轨磁i化强度的研究

对钢轨裂纹进行高速漏磁巡检时，钢轨的磁化强度直接影响缺陷漏磁场的产生及检测灵敏度。研究了巡检速度、励磁激励和磁轭磁极距被测钢轧的距离（提离）三个因素对钢轨材料磁化强度的影响。通过分析缺陷漏磁检测信号的幅值、检测磁路空气隙处的磁场强度、钢轨材料的磁导率变化得出：巡检速度在2～55m／s范围内时，巡检速度提高，有利于提高高速漏磁裂纹检测的灵敏度；同时，励磁激励电压增加和提离减小都将有利于钢轨材料的磁化强度，从而有利于提高高速漏磁裂纹检测的灵敏度。．     

Composite magnetic flux leakage detection method for pipelines using alternating magnetic field excitation

Pipelines are an important transportation medium for petroleum and chemical products, but defects in the pipelines can present hidden dangers and affect the safe operation of the pipeline. The traditional pipeline magnetic flux leakage (MFL) scanning technique generally adopts the axial magnetization mode, which has increased the difficulty in detection and the possibility of missed detection of axial cracks. In this paper, a new composite MFL method using alternating magnetic field excitation is proposed for the detection of cracks in pipelines. The alternating magnetic field is first superimposed on the MFL magnetization field, which will form a parallel eddy current field perpendicular to the magnetization direction in the pipeline wall. The defects in the pipeline not only cause the flux leakage of the magnetization field, but also lead to the disturbance of the circumferential eddy current field. The disturbance signals can be picked up through a secondary induced magnetic field. Because the magnetic field and the eddy current field are orthogonal, the presented method can implement synchronous detection in two orthogonal directions to avoid missed detection caused by the crack orientation. A series of physical experiments are carried out in this paper. The results show that two orthogonal detection signals can be separated by a simple low pass filter. Therefore, with only one scan, the new detector can obtain the defect characteristics in the axial and circumferential directions to overcome the blind spot problem seen in traditional MFL detectors.     

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。     

几种电磁无损检测方法的工作特征

从工作原理入手,对电磁无损检测中的涡流（单、多频和脉冲涡流）、交流漏磁、交变磁场等方法,剖析了它们在激励磁场的成分、频段、作用区域及检测磁场的特性方面的联系和区别。对比了各方法的用途和特点,以期对无损检测应用实践提供借鉴。