基于聚焦探头的带包覆层管道复杂结构部位脉冲涡流检测研究

脉冲涡流检测技术在带包覆层管道腐蚀缺陷检测中展现出优势而引起广泛关注。本研究设计了一种脉冲涡流聚焦探头,通过有限元仿真与试验,研究其在复杂结构部位中的检测能力。仿真结果显示,设计的脉冲涡流聚焦探头能有效聚集磁场与涡流场能量,有利于对局部缺陷与复杂结构中的缺陷进行检测。通过探究聚焦探头在提离10~50 mm下对管道焊缝及各种尺寸局部缺陷的检测灵敏度,分析其检测能力与提离检测极限,以及在检测过程中的信号特征。结果表明,聚焦探头在提离50 mm下仍能检出尺寸为40 mm×40 mm×1 mm（长×宽×深）的方形局部腐蚀缺陷,焊缝信号的凸起特征、缺陷信号的下凹特征与仿真结果相印证。     

飞机多层金属结构脉冲涡流检测提离效应的抑制

探头提离造成的信号畸变是脉冲涡流检测中主要干扰之一。本研究针对飞机多层铆接结构脉冲涡流检测中的提离效应进行抑制,采用一种基于提离数据库的峰值补偿方法对探头提离效应进行了一定程度的抑制。通过线性阵列探头获取提离补偿后的信号峰值,组成幅值矩阵,实现成像检测。对比探头提离的抑制效果,实验结果表明,该方法能够有效地运用于多层金属结构近表面及深层缺陷的提离检测。     

基于脉冲涡流的管道内检测系统设计

为了识别管道内外壁缺陷,以脉冲涡流检测技术原理为依据,设计了基于MSP430单片机的脉冲涡流管道内检测系统,重点介绍了脉冲信号激励电路设计、功率放大电路设计、探头模块设计、基于LabVIEW的上位机通讯及数据采集和处理模块的设计。并利用所设计的系统在带有缺陷的试验管段上进行验证,试验结果表明,该系统对管道内壁金属损失具有较高的检出能力,可有效识别管道内外壁缺陷。     

联合时频分析在脉冲涡流信号识别中的应用

脉冲涡流主要用于对飞机多层结构中出现的腐蚀缺陷进行定量检测.针对实际检测过程中由于探头提离变化和腐蚀缺陷同时存在时的信号难以识别的问题,应用时频分析的方法能同时得出信号随时间和频率变化的特性,为脉冲涡流检测信号提供了一种很好的可视化识别途径.     

阵列涡流和低频电磁检测技术对管道裂纹缺陷的有效性分析

阵列涡流和低频电磁作为新的涡流检测技术,常被用于检测工件裂纹缺陷。为了研究其在工业管道检验中对裂纹类缺陷的有效性,采用阵列涡流和低频电磁检测系统对管子上预制的裂纹缺陷进行检测。结果发现：阵列涡流可以直观地显示缺陷的位置、形貌,得到缺陷相对的大小,对表面裂纹类缺陷较为敏感,可以检测出与探头移动方向垂直2mm长的裂纹缺陷;低频电磁能有效发现内壁较大的裂纹缺陷,在本试验条件下,可发现5mm长,3mm深以上的裂纹缺陷,检测结果受管件规格、裂纹缺陷的长度和深度影响。     

热交换器换热管内壁涡流检测显示判定方法

针对在热交换器换热管涡流检测过程中遇到的内壁附着物、磁导率变化等涡流信号与真实的内壁缺陷信号特征基本一致,且用常规的分析方法难以辨别的问题,通过在实验室条件下利用实际缺陷换热管和人工缺陷试验管相结合的方法,得出了内壁缺陷与伪缺陷的判定方法,对Bobbin和旋转探头内壁缺陷的检测能力进行了验证,并通过对内壁缺陷的涡流检测深度与金相检验深度进行对比分析,得出其定量检测偏差的范围,为涡流检测内壁显示的定性和内壁缺陷的定量检测提供技术支持。     

基于柔性涡流探头的托卡马克内部线圈导体偏心涡流检测

托卡马克内部线圈由具有三层结构的套管导体绕制而成。在其加工过程中,可能会产生偏心缺陷,导致中间氧化镁陶瓷层绝缘性能下降,进而可能造成严重后果。因此,对其偏心缺陷进行有效的无损检测尤为重要。为提高涡流检测方法对于偏心缺陷的检测能力,降低提离变化等导致的误差,提出和验证了基于柔性涡流探头进行偏心检测的方法,并通过不同探头结构及放置方式下检出效果的对比,探讨了最优探头配置方式。     

脉冲涡流检测提离效应的抑制方法

脉冲涡流检测中由于探头倾斜或被测对象表面不光滑等原因容易产生提离效应,提离效应严重影响着脉冲涡流无损检测的结果。提出了一种基于差分信号二阶微分零时刻值匹配补偿的方法。首先建立相应的提离参考数据库,然后通过索引二阶微分零时刻值匹配提离参考信号,计算补偿比,利用补偿公式对提离效应进行抑制。通过试验发现,经该方法处理后的有提离差分信号能够与无提离的差分信号可以很好的吻合,消除了提离效应对差分信号的影响。试验结果表明了该方法能够对多层金属结构的内部缺陷检测具有较好的提离抑制效果。     

X型涡流探头对裂纹类缺陷测量的响应规律

为了检出并可靠测量AP1000反应堆压力容器顶盖(RPVH)的表面缺陷,尤其是潜在降质机理一次侧应力腐蚀纵向裂纹,采用自制X型涡流探头对裂纹类缺陷开展了试验与CIVA仿真研究。结果表明:X型探头具有方向性,且对纵向和周向裂纹的检测灵敏度最高;在检测能力方面,可检出最短为1mm,最小深度为0.2mm的裂纹,当裂纹深度超过2.5～3mm后,幅值增加趋于缓慢。最后将自制探头应用于AP1000顶盖的役前检查,以评价其综合性能,发现探头的信噪比、提离高度均能满足规范要求,测长与定位结果与实际相符。     

航空发动机涡轮叶片涡流自动化检测试验研究

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,且检测线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化。针对航空发动机涡轮叶片的复杂曲面人工检测难度大、效率低等问题,研制了一套六自由度机器人涡流自动化检测系统,该系统可自行对其工作空间、工作表面和运动学的工作特性进行分析研究;设计了多种典型涡轮叶片专用弹压式涡流检测探头,可自适应叶片形貌及叶片安装误差;开展了涡轮叶片检测自动扫查检测试验,优化了涡流检测的激励频率和自动扫查速度。结果表明:可弹压式涡流探头对叶片表面缺陷可自适应涡轮叶片的复杂表面,提高了自动化检测的精度,同时弥补提离变化和安装误差。当激励频率为1.25~1.75 MHz、扫查速度为30 mm/s时,检测灵敏度较高,能有效检出缺陷。相比于人工涡流检测方法,该自动化检测系统提高了叶片的检测效率。     

管道内壁裂纹的相控阵超声检测

针对管道内壁开口裂纹缺陷的检测与定量问题,根据超声检测端角反射和端点衍射理论,使用相控阵超声技术对其进行检测。试验结果表明,管道内壁微小裂纹的高度与反射回波的高度成线性关系,端角反射法能有效测定20 mm厚管道内壁深度不大于4 mm裂纹的高度;端点衍射法能有效测定20 mm厚管道内壁深度不大于2 mm裂纹的高度,对于不同壁厚的管道,端点衍射法和端角反射法所能测定的最小裂纹高度不同,两方法结合可实现管道内壁裂纹缺陷的有效检测。     

一种基于交流电磁场的差分检测探头

交流电磁场检测技术近年来广泛应用于各类结构缺陷的无损检测和定量评估中,检测时探头抖动易引起干扰信号而造成的缺陷误判,为解决此问题,提出一种新型的差分检测探头。通过COMSOL软件建立交流电磁场检测探头的有限元仿真模型,探究了提离抖动下特征信号的畸变规律,分析了Bx背景磁场与检测位置的关系;设计了一种基于差分磁传感器的检测探头,搭建缺陷检测系统并进行试验。试验结果表明,提出的差分检测探头能有效抑制提离干扰,增强缺陷信号识别能力,提高检测灵敏度。     

传感器提离高度对瞬变电磁法检测信号的影响

研究了提离高度对瞬变电磁法检测的影响,制作了传感器装置,搭建了试验平台,设计了试验方案。结果表明:提离高度在有效范围内只影响信号的幅值,而对信号衰减曲率几乎无影响,对于厚度分别为5,10,15mm的试件,在有效提离高度为100mm和大于100mm时,验证了传感器有效覆盖范围为400mm;厚度为20mm试件的试验数据可以表明该传感器的适用范围;瞬变电磁法传感器位置的上下浮动对评价结果无影响。试验结果为实际工况中非开挖腐蚀检测器的设计、脉冲涡流探头的优化及腐蚀评估的准确性提供了参考价值。     

阶梯轴部件自动涡流检测系统设计及试验

针对MOCVD设备用阶梯轴类部件表面缺陷的自动涡流检测难题，开发了阶梯轴部件专用自动涡流检测系统，研制了涡流探头的自适应辅助装置，开展了阶梯轴部件对比试样和表面缺陷的自动涡流检测试验研究。试验结果表明，使用研制的涡流探头自适应辅助装置配合自动扫查系统可有效消除提离效应对涡流信号的影响，实现MOCVD设备用阶梯轴部件表面裂纹缺陷、划伤缺陷以及磕伤缺陷的快速自动涡流检测，同时显著提高阶梯轴部件涡流检测的效率，该系统有望应用于复杂阶梯轴部件的自动涡流检测。     

基于频谱分析的脉冲涡流检测提离消除技术

脉冲涡流检测中由于探头倾斜等原因容易产生提离效应,严重影响缺陷的定量精度。利用激励脉冲频率成分丰富的特点,提出了一种基于频谱分析的提离效应消除新方法。通过试验发现,经该方法处理后的有提离的原始检测信号在低频部分已基本重合,消除了提离效应对低频的影响,且可通过提取低频特征值对缺陷的深度进行定量。试验结果证明,该方法可以有效地消除提离效应,提高缺陷的定量检测精度。     

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。     

基于ANSYS的城市金属输水管道内缺陷漏磁模拟

以Q235A钢材的城市地下输水管道的相关参数为基础,用ANSYS软件进行二维平面建模,通过变化二维模型内壁上的缺陷长度、缺陷深度以及提离值,可得到描述缺陷漏磁场情况的磁通密度曲线。通过对比磁通密度曲线,得到管道内壁在不同情况下的漏磁场分布规律;提出用于油气管道检测的漏磁检测方法可以用于城市地下金属输水管道的探伤工作。     

铁磁性平板构件腐蚀缺陷的脉冲涡流检测

为检测铁磁性平板构件背部的小型点腐蚀缺陷,使用脉冲涡流检测的方法实现缺陷的检测与识别。基于脉冲涡流检测技术,设计脉冲涡流传感器,在激励频率为32、16、8、4 Hz的低频下对厚度为3、6、9 mm的平板上的腐蚀缺陷点进行了试验。检测结果表明,使用脉冲涡流检测技术可检测到深度1 mm、直径2 mm的圆形点腐蚀缺陷,能有效检测出铁磁性平板表面及背部的小型点蚀缺陷。     

蒸汽发生器管道涡流检测Benchmark模型的数值计算

应用理想裂纹模型可以把三维的裂纹探伤涡流场问题简化为求解一个二维积分方程,从而大大减少计算量。利用该方法对蒸汽发生器管道涡流检测Ｂｅｎｃｈｍａｒｋ问题进行了数值模拟,计算值与实验值吻合良好,给出了扰动涡流场的分布图象,研究了线圈阻抗增量曲线与裂纹长度变化的关系。通过这些分析可以建立扰动涡流场的直观图象,帮助理解缺陷与涡流的作用机理,寻找合适的求解方法以及作为探头优化设计和缺陷识别的参考依据。     

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。