电站锅炉管内壁缺陷多通道涡流检测装置试验研究

为检测电站锅炉管内壁缺陷,在分析涡流检测原理基础上,建立管道及检测线圈三维仿真模型,进行管内壁缺陷单通道及多通道涡流检测分析。分析结果表明,线圈直径范围内检测灵敏度最高点位于线圈半径1/2处,灵敏度最低点位于线圈外径边界处。据此设计制 作了多通道涡流检测装置,该检测装置可有效检测出试样管道内壁的5.0 mm×0.2 mm× 0.2 mm（长×宽×深）缺陷,且实际管道检测结果准确可靠,为电站锅炉管内壁缺陷高灵敏度自动化检测提供了一种新的方法。     

一种采用仰角交叉点的金属管道涡流测厚方法

管道外放置式线圈的偏转会严重影响管道涡流检测的性能。基于管道外任意放置式线圈激励的管道涡流场的解析解,分析激励螺线管线圈放置角度变化对线圈相对阻抗增量的影响,得到激励线圈相对阻抗增量随水平旋转角和垂直仰角变化的规律。通过分析垂直仰角对激励线圈阻抗增量的影响,发现不同垂直仰角下线圈相对阻抗增量在一小范围内两两相交。这个小范围被定义为仰角交叉域,其中的交点被定义为仰角交叉点。在仰角交叉域内,线圈阻抗增量受线圈垂直仰角变化的影响很小,因此它可以被用于管道涡流检测。通过拟合垂直仰角0°和90°扫频曲线的虚部仰角交叉点频率值与管道厚度的特征方程,得到一种基于仰角交叉点的非铁磁性金属测厚方法。最后通过实验测量了不锈钢金属管道的厚度,测量结果相对误差为2.08%,验证了该方法的正确性。     

管道裂纹涡流检测线圈阻抗信号的快速仿真

使用放置式线圈对管道进行涡流检测,不同走向的裂纹可以获得相同的检测灵敏度。在对这类问题进行数值模拟时,由于线圈在无缺陷管壁中产生的场不存在解析解,难度很大。当管道半径远大于线圈尺寸时,管壁可看作平板导体,问题得到简化。如果管道半径不是远大于线圈尺寸,可以通过对平板模型的修正获得比较准确的数值仿真结果。     

基于脉冲远场涡流的管道缺陷外检测与定量评估

远场涡流技术用于金属管道检测时,由于对内、外壁缺陷具有相同的灵敏度,而难以有效区分缺陷位置。针对压力管线在役检测需求,提出了一种基于脉冲远场涡流的管道外检测方法,并实现了内、外管壁缺陷的深度定量和位置区分。首先根据远场涡流效应的磁场传播特点,对比分析了将传感器置于管内和管外时的检测原理;随后采用有限元仿真方法,优选了激励脉冲的重复频率和占空比等参数;然后,研究了内、外壁缺陷对磁场的扰动作用及其响应信号特征,分析了信号的峰值和过零时间与缺陷深度及位置的对应关系;最后,在实验室构建了脉冲远场涡流系统,对预制有内、外壁缺陷的碳钢管道进行了检测验证。结果表明,检测信号的峰值随管壁缺陷深度的增加单调增大,可用于缺陷的深度定量;内壁缺陷的过零时间总是大于相同深度外壁缺陷的过零时间,这一特征可用于管壁缺陷位置的识别。     

一种新型涡流传感器在冷凝器不锈钢波纹管检测中的应用

冷凝器不锈钢波纹管属于薄壁非铁磁性管,其外径和壁厚随螺旋重复变化.一般情况下,冷凝器不锈钢管的检验多采用涡流检测,常规的涡流检测探头为差动线圈,垂直于线圈轴向布置,线圈间距为1-2-1结构.常规涡流检测不锈钢波纹管主要存在波纹的干扰无法消除、信噪比低导致孔状缺陷的检出灵敏度降低,以及波纹信号与横向裂纹信号相位差别很小且幅值较大,使涡流检测灵敏度显著下降等问题.为此,通过分析涡流传感器的电磁场分布,设计出一种新型涡流传感器.     

金属管道外侧脉冲磁场激励的线圈电压解析式

求解了线性导电、导磁中空管道外鞍形线圈通有脉冲电流时的涡流场。引入二阶矢量位,用一个标量函数来描述空气场域中的磁场,简化了求解过程。给出了模型的电磁场边值问题,得出了待定系数线性方程组,通过变量代换,降低了系数矩阵的条件数,并用分块矩阵的方法求解了此方程组。利用傅里叶变换,得到了多匝鞍形激励线圈中通有任意波形电流时检测线圈两端感应电压的解析式。通过与奥氏体不锈钢管的实验曲线对比,验证了所得解析式的正确性。所得结果可为管道脉冲涡流检测的仿真计算与实验研究提供参考。     

脉冲涡流阵列检测系统仿真与实验

针对传统脉冲涡流传感器在检测效率和精度上存在的不足,提出了一种由多个线圈组合而成的新型阵列脉冲检测模型。运用ANSOFT电磁场仿真软件对新型阵列检测模型进行了仿真分析,并搭建了实验平台进行测试。结果表明该检测模型具有良好的响应特性,每个线圈独立工作、同步响应,弥补了传统脉冲涡流仪器在快速检测时存在的不足,符合对导电基体进行快速定位和保护层厚度检测的要求,并且模型结构紧凑,可控性高,适合对大面积目标基体进行快速无损检测。     

凝汽器铜管多频涡流检测

针对汉川电厂凝汽器铜管在运行中多次发生泄漏,利用差分内插式检测线圈,通过多频涡流检测技术对凝汽器进行涡流在役检测,有效地抑制了支撑板等干扰源信号,提高了检测灵敏度,使得检测结果更可靠.同时,通过解剖试验论证了涡流检测的准确性.     

火电厂锅炉受热面管弯头在役涡流检测装置研究

针对电厂锅炉受热面管在役检测中所具有的两端封闭、管屏间安装紧密以及检测空间狭小等特点,设计了一种可用于奥氏体不锈钢小径管弯头的外放置式马鞍形涡流检测探头装置,按照涡流检测技术标准要求,采用火电厂备用管材加工制作了对比试样管,通过试样检测和现场应用,结果表明：所研制的马鞍形涡流检测探头装置对0.2 mm深以上线性缺陷和D1.4 mm以上孔状缺陷具有较高的检测灵敏度和可靠度,能针对火电厂锅炉受热面管氧化腐蚀较严重,且应力较集中的奥氏体不锈钢弯头部位,实现其在役无损检测。     

硬币识别器传感线圈参数设计及改进

硬币识别器是基于电涡流式传感器的原理对硬币进行检测和识别的装置。电涡流传感器是提高硬币识别准确率的关键部件,而线圈作为电涡流传感器的核心零件,直接影响着硬币识别的准确率。对电涡流传感器的线圈从磁芯选择、线圈外径、安装位置等三个方面进行了研究和试验,得到了它们之间的定性关系,从而对传感器的优化设计提供了参考依据。该方案应用在HT998(3)P/T投币电话机中,明显地提高了硬币的识别准确率。     

海洋平台结构损伤涡流热成像检测激励线圈设计

海上平台作为海上石油开发的重要设施,处在海水浸泡、冲击等恶劣环境中,很容易出现损伤,影响其安全性。管节点作为高应力集中的部位是海上平台结构中更易产生损伤的地方,因此对管节点进行检测十分重要,为适应海上平台管节点这种特殊结构的损伤检测,利用涡流热成像技术,考虑管节点结构、在管节点表面感应出的涡流分布情况等因素,设计出了圆台形线圈、三角形线圈、扁平双线圈三种形式的线圈,并通过COMSOL、SolidWorks完成了相应的仿真模拟,为了符合实验室需求,又构建出了等比例待测工件及线圈的实际模型,通过实验模拟、MATLAB数据处理验证了仿真模拟的准确性及所设计线圈的有效性。结果表明,扁平双线圈对海上平台管节点的加热效果更佳,能够用于对其损伤缺陷的检测。     

热交换器铜合金管涡流探伤的研究

涡流探伤是通过2 个线圈构成交流电桥的两臂,再测量电桥平衡,并在显示器上显示管壁内的缺陷。涡流探伤的控制参数有填充系数、绝对灵敏度、相对灵敏度、检测频率等,这些参数的不同影响涡流探伤的效果。由于探头磨损和探头-铜合金管不同心等问题,导致发生伪缺陷信号现象。使用充分曝光后的射线探伤底片,能防止探头磨损失效;使探头-铜合金管保持同心,防止发生伪缺陷信号现象。     

耐高温双线圈结构电磁超声换能器设计

针对常规电磁超声换能器高温下存在永磁体或电磁铁芯退磁,难以在高温环境下进行在线检测的问题,提出一种耐高温双线圈结构电磁超声换能器设计方法。双线圈结构电磁超声换能器由励磁线圈、涡流线圈和试件组成。该文采用仿真与实验相结合的方式,分析励磁线圈孔径和提离变化下脉冲磁场分布特征,以及励磁线圈和涡流线圈配置关系对电磁超声换能效率影响。结果表明,小孔径励磁线圈虽然能够提供更大的脉冲磁场,但涡流线圈绕制匝数减少,又会降低接收信号强度;对于15 mm和25 mm孔径的励磁线圈,涡流线圈匝数分别为25匝和40匝时,得到的接收信号幅值和信噪比较好。依照提出的耐高温双线圈结构电磁超声换能器,对室温到450℃不锈钢试件实现了多次回波信号采集,具备对高温金属进行在线检测的能力。     

基于涡流传感器阻抗变化的导电材料缺陷检测

涡流检测是应用在导电材料电磁无损检测和评估中的技术。在常温25 ℃下对试样表面缺陷区域的涡流分布进行有限元仿真分析,提出一种通过涡流传感器线圈阻抗变化对高温100 ℃与150 ℃下导电材料表面缺陷进行检测的方法。分别在常温和高温的条件下进行线圈阻抗测量并产生相应的阻抗3D表面颜色图,通过被测试片表面阻抗的振幅和相位分析其是否存在缺陷。测试结果证明当试件暴露于高温环境中,可以通过涡流传感器线圈阻抗的变化判断被试导电材料表面是否存在缺陷,并且给出了不同温度下缺陷和线圈阻抗之间的关系。     

蒸汽发生器抗振条与换热管间隙的测量

在蒸汽发生器的制造或使用过程中,抗振条与换热管之间的间隙尺寸有严格的要求。在穿管过程中,可使用塞尺进行测量。当管束组件制造完成后,除最外层外,其余位置的抗振条与换热管的间隙将无法使用常规方法测量。涡流检测技术对工件表面或近表面的缺陷有很高的检出灵敏度,且涡流探头可以伸入到管子任意位置,对此种情况进行判定,使用涡流技术是比较容易实现的方法。     

基于脉冲漏磁的带保温层管道腐蚀缺陷检测

在带保温层金属管道腐蚀检测方面,脉冲漏磁技术显示了潜在的优势.利用有限元分析软件Comsol Multiphysics对不同结构的传感器进行仿真分析的基础上,提出了一种优化结构的脉冲漏磁传感器,用于带保温层的管道腐蚀缺陷的检测.通过实验验证了传感器结构优化设计的有效性,为进一步量化分析缺陷信息打下基础.     

激励电流对脉冲涡流检测的影响研究

在采用脉冲涡流技术进行缺陷检测时,不同激励线圈中的电流会存在一定的差异。为研究不同线圈内激励电流对检测结果的影响,首先分析了不同线圈内激励电流的时频特征,而后研究了被测试件缺陷尺寸和材料属性不同时,不同激励电流作用下差分检测信号的频谱特征,分析了激励电流对检测信号频谱特征的影响规律。最后通过实验对分析结果进行了验证,结果表明：当被测试件缺陷尺寸不同时,差分检测信号频谱特征受激励信号影响的规律也不同。     

电气设备紫外放电检测技术优化

针对紫外脉冲法在放电检测中存在灵敏度不足的问题,选用灵敏度较高的紫外光敏管进行灵敏度研究,设计了紫外脉冲检测系统。分析紫外光敏管驱动电路原理,优化硬件参数,定量研究不同针板数量的局部放电,以提高紫外脉冲法在电晕放电检测中的灵敏度。试验数据显示,优化后的紫外脉冲检测系统紫外脉冲检测的灵敏度和精度得以提高,不仅可用于局部放电的定位与定性分析,还可用于放电检测的定量分析。     

锅炉承压管道无损检测机器人系统

介绍适用于带鳍片的锅炉热交换器承压管道无损检测的机器人系统。承压管道呈矩阵式分层排布 ,检测机器人可在管道表层平面做XY方向运动 ,同时将所带柔性臂深入到管道之间的狭小空间 ,利用柔性臂末端的CCD探头 ,超声探头及应变片测径仪对管道外表面缺陷进行检测。并介绍了机器人的行走机构、狭小空间内检测探头和控制系统的设计     

火力发电厂在役凝汽器管超声导波检验的可行性

在介绍超声导波的检测特点、工作原理及超声导波在国内外的应用的基础上,详细比较了采用超声导波与涡流检测凝汽器管的优缺点,得出超声导波是一种新型的快速评估管道缺陷的检测技术,具有检测速度快,检测效率高,不需要对检测对象进行预处理等特点,适合于在役凝汽器管的检验的结论。