基于磁致伸缩效应低频导波在高温工业管道腐蚀检测的应用

低频导波检测技术在针对工业管道腐蚀检测方面有着良好的应用前景;研究中分析了3种不同类型低频导波检测技术的各自特点,介绍了导波检测的基本原理,采用美国西南研究院MsSR3030R磁致伸缩导波检测系统,对不同环境条件下的高温工业管道进行了低频超声导波检测,结果表明:与传统压电式低频超声导波检测方法不同,磁致伸缩效应导波检测技术可以有效检测出高温工业管道腐蚀缺陷,并通过观察特征信号表可实现对缺陷的准确定位;同时,磁致伸缩效应超声导波检测也存在一定范围的盲区。     

磁致伸缩导波技术在构件腐蚀检测中的应用实践

介绍了磁致伸缩导波在管道、地锚和板材中的应用实践。通过导波检测的缺陷结果和构件中实际存在缺陷的对比,说明磁致伸缩导波技术在构件缺陷,尤其是腐蚀缺陷的检测中具有较高的准确性。     

大型锅炉密排管束的导波检测

许多大型工业锅炉中的换热设备由封闭循环的复杂密排管束组成,在设备运行的过程中,腐蚀、冲刷、振动磨损等作用会导致管子损伤。为检出密排管束的管壁缺陷,采用磁致伸缩导波(MsS导波)技术,利用大型CDQ(干熄焦)锅炉蒸发器管箱开展了试验,包括磁致伸缩导波波型及频率选择、换能器布置与耦合方式、检测灵敏度、脉冲回波信号分析等。通过现场技术应用及管束解剖试验验证,提出MsS导波技术对大型锅炉复杂密排管束缺陷检测的特点、有效性及局限性。     

基于磁致伸缩效应的超声导波技术导管架腐蚀检测试验

采用基于磁致伸缩传感器技术的超声导波技术对近浅海海洋平台导管架腐蚀状况检测进行了试验。结果表明,利用超声导波技术可以实现导管架全长度腐蚀状况快速检测。结果还表明,高频信号容易受到连接导管架的横梁影响,采用较低的激励频率更有利于分析海洋平台导管架腐蚀状况。由32kHz检测数据分析可知,导管架腐蚀缺陷主要集中在两个区域,其...     

扭转模态超声导波在弯管中的检测试验

超声导波在弯管中的传播较在直管中人传播更为复杂,而在实际工程现场,弯管弯头部位的检测尤为重要。利用磁致伸缩超声导波激励出扭转模态T(0,1),研究了超声导波在弯管中典型部位的缺陷检测问题及不同检测频率对弯管缺陷识别的影响。试验结果表明:检测频率低会导致超声导波反射信号在拱背外侧缺陷和弯头焊缝处发生频散而难以分离;检测频率高,得到的弯头拱背内侧缺陷与拱背外侧缺陷的信号幅值都很小。因此选择合适的检测频率,才能更好地对弯头缺陷进行有效识别。T(0,1)模态导波经过弯头时,能量会在拱背外侧产生聚焦,在拱背内侧出现发散,拱背外侧缺陷比拱背内侧缺陷更容易检出;信号经过弯头后,能量衰减严重,衰减后的能量约为原来的一半。     

磁致伸缩导波技术在桥梁吊拉索腐蚀缺陷检测中的应用研究

利用磁致伸缩导波技术针对缆索的腐蚀检测需求开展应用研究。首先,分析平行钢丝桥梁缆索的结构形式和腐蚀缺陷的成因及特征,确定缆索最容易发生腐蚀损伤的区域为过渡段索体。其次,结合这一区域的结构特征,给出了磁致伸缩导波技术检测缆索腐蚀损伤的原理。再次,制作了两根过渡段索体带有人工腐蚀缺陷的样索,并开展了试验研究,结果表明该技术可实现3%集中和离散两种分布形式腐蚀缺陷的检测。最后,分别在一座斜拉桥和一座拱桥上开展了实桥试验,根据检测结果对过渡段索体存在腐蚀损伤的缆索进行了开索验证。该技术在检测中的应用为桥梁缆索的养护提供了有力支持,为桥梁维护和换索等决策的制定提供了依据。     

基于磁致伸缩效应的导波无损检测技术研究进展

概述了国内外基于磁致伸缩效应的导波无损检测技术的研究进展,重点评述了磁致伸缩导波无损检测技术取得的三方面突破,即磁致伸缩传感器技术、导波特性研究和导波信号处理。提出了有待进一步解决的问题。     

基于超声导波的管道损伤监测云系统

为解决实际管道在导波检测中,微小缺陷信号会被复杂结构的特征回波淹没而造成漏检的问题,针对影响监测信号的外界因素,提出了有效的预处理方法,并开展了对时域差值分析监测算法的理论研究,指出运用该算法提取微小缺陷特征的可行性。通过搭建磁致伸缩超声导波的管道损伤远程监测云平台,实现了自动化、数字化、智能化的管线在线监测,并通过试验得到管道腐蚀速率、健康状况等信息,验证了监测算法和监测平台的可行性和有效性。     

基于磁致伸缩效应的钢管导波检测可行性

在论述钢管磁致伸缩导波检测原理的基础上，研制了相关实验装置。分析了轴对称布置的线圈和偏置磁场在低频激励时产生的波模式。使用L（0，2）模式对两种人工缺陷进行检测，得到直径〉3．5mm的通孔和深度〉1．5mm的横向刻槽的缺陷反射信号。结果表明磁致伸缩导波用于钢管无损检测是可行的。     

《磁致伸缩导波无损检测理论与方法》

正王悦民教授带领的研究团队对磁致伸缩导波无损检测技术进行了10多年潜心研究,经过归纳总结,编写了专著《磁致伸缩导波无损检测理论与方法》,该书已于2015年6月由科学出版社出版。本书系统地介绍了磁致伸缩导波无损检测技术,全书182页,共10章,主要内容包括绪论、磁致伸缩导波检测原理、管道中超声导波传播理论、磁致     

基于杜芬混沌振子的磁致伸缩导波信号识别

在无损检测中,磁致伸缩导波技术已得到普遍应用。由于导波在波导中传播时会发生频散,使得信号能量在空间中散播,增加了检测小缺陷的难度。根据导波信号检测的特点,从系统输入输出特性出发,提出了基于杜芬混沌振子的导波信号识别方法。在考虑电磁脉冲的影响下,把钢绞线实验导波信号输入杜芬混沌系统,发现可以通过系统由大尺度周期状态到混沌状态的改变来辨识出小缺陷信号,为提高导波检测精度提供了一种方法。     

基于超声导波的舰船流体管道无损检测技术可行性研究

分析了导波在流体管道中的传播特性,计算得到了充水管道中导波频散曲线。实验研究了磁致伸缩导波在流体管道缺陷检测中应用的可行性,选择频散效应小的频率对流体管道进行了缺陷检测实验,可从检测信号中准确分析出缺陷信息。     

磁致伸缩导波技术检测管道缺陷

介绍了磁致伸缩T模态导波技术检测管道缺陷的原理。应用MsSR3030导波检测系统检测了管道中的人工环向切槽和钻孔,给出了数据采集和分析过程及检测数据报告。同时给出了在用管道的现场检测数据分析结果和缺陷验证情况。实验和现场检测表明,磁致伸缩T模态导波技术在管道检测上具有较高的准确性和快捷性。     

冷冻水管道腐蚀缺陷超声导波检测

采用超声导波检测方法,对中央空调冷冻水管道腐蚀缺陷进行了检测。对导波反射回波信号进行标定,拆除保温层对疑似缺陷进行验证,计算缺陷处管道周向腐蚀减薄率,并分析了影响缺陷回波信号的因素。结果表明,超声导波检测能够实现腐蚀缺陷的快速检测与定位;波包在支管与大小头处发生模态转换与发散,使得其后的区域成为检测盲区;导波信号在管道外壁腐蚀层的吸收作用下迅速衰减,沿长度方向的反射回波强度迅速下降。     

管道衰减系数对超声导波检测距离的影响

采用磁致伸缩超声导波技术对管道衰减系数与导波检测距离的关系进行了研究,针对不同埋设环境、不同衰减系数的管道,合理评估导波检测距离及检测成本,减少复杂环境下导波检测性能降低导致的检测费用增加、检测工期延长等问题的出现,从而更加合理地编制导波检测方案。首先对衰减系数与检测距离的关系进行了初步探讨,根据检测缺陷大小和衰减系数可计算出导波的检测距离;然后分别对地上管道、半埋地管道、埋地管道进行导波检测。检测结果表明,高衰减对导波检测距离有强烈的影响,不同埋设环境的管道,导波的衰减系数及检测距离有明显的差异。     

兆赫兹磁致伸缩超声导波管道检测系统的研制

研制的扭转模态磁致伸缩管道检测系统采用排线式磁致伸缩传感器时,可在管道中激励出低频T（0,1）模态超声导波,并有效检测出管道中截面缺失率为3％的通孔缺陷。为拓展检测系统的工作频率范围,设计出一款柔性印刷感应线圈,对其进行的实验验证结果表明,柔性线圈式磁致伸缩传感器可在管道中激励出兆赫兹T（0,1）模态超声导波,传感器的中心频率达1．30MHz,有望进一步提高磁致伸缩传感器的缺陷检测灵敏度。柔性印刷线圈无需使用适配器,可直接卷曲贴覆在管道表面,易于拆装。由此,研制的磁致伸缩管道检测系统的频率范围可覆盖几十千赫兹到兆赫兹,适合应用于实际工程检测。     

非接触式磁致伸缩导波管道无损检测系统的研制

为解决带包覆层管道腐蚀检测的难题,根据磁致伸缩效应,研制出一种利用管道自身磁致伸缩效应的非接触导波检测系统。详细论述了传感器、主机和软件等系统组成部分,实验室和现场试验证明该系统的有效性和实用性。由于该系统检测方式是非接触式,所以不仅可以应用于带包覆层低温、高温管道检测,而且可以应用于其他带包覆层细长构件如斜拉索和吊杆等快速检测。     

磁致伸缩导波模式控制传感器技术

超声导波在构件中传播具有多种模式的特征,给导波无损检测信号分析及其应用带来一定难度,通过导波传感器的合理设置实现导波模式的可控具有重要的实用意义。系统综述了国外基于磁致伸缩效应的导波传感器模式控制技术,详细介绍了纵向导波、扭转导波、弯曲导波三种模态传感器的设置。通过比较可得,磁致伸缩传感器中偏置磁场和交变磁场方向和大小设置决定了所激励出的导波模式。     

基于进化规划算法的导波频散曲线计算

提出了基于进化规划算法的加载流体管道中的导波频散方程求解方法,将进化规划算法引入到存在能量衰减的管道频散方程的求解中,进化规划仅采用突变控制进化过程,相比其他求解方法,该求解方法更便捷。利用磁致伸缩导波检测技术检测充水管道,试验所得的导波速度均落在通过该算法求得的导波频散曲线上。     

弯折小径管中槽型缺陷的L(0,1)模态导波检测

利用L(0,1)模态超声导波对直径为10 mm,壁厚为2 mm的不锈钢小径弯折管中的槽型缺陷进行检测。首先,建立有限元仿真模型,分析L(0,1)模态在具有不同弯折角度弯头处的模态转换和反射特性,观察到不同模态的反射回波信号能量与弯折角度间存在非单调关系;其次,利用磁致伸缩传感器在小径管中激励中心频率为90 kHz的L(0,1)模态的超声导波,对槽型缺陷进行检测,分析了弯折角度对导波缺陷检测能力的影响。结果表明:弯头处导波模态转换成F(1,1)模态后会影响导波对弯头后端槽型缺陷的检出能力,将提出的特征波形能量比值β作为表征参数,可以实现缺陷的检出,弯折角度为90°时检测效果最佳。