基于三维有限元的平行钢丝拉索断丝漏磁场仿真

随着桥梁检测技术的发展,漏磁检测技术开始应用于在役拉索检测。由于拉索自身结构复杂,拉索漏磁检测具有大直径和大提离的特点,导致背景磁场较强。利用有限元方法建立三维漏磁检测模型,通过将存在断丝缺陷的磁场信号与无缺陷的磁场信号求差,获得了真实漏磁场信号;研究了断丝断口宽度、埋藏深度等参数对检测信号的影响,给出了漏磁场随上述参数的变化曲线,从而为拉索漏磁检测信号的解释提供依据,为断丝量化分析奠定了基础。     

管道内外壁缺陷的漏磁检测

为了更好地进行现场检测及缺陷定量分析,并探究缺陷类型及深度对漏磁场信号的影响,根据标准NB/T 47013.12-2015制备管件校准试件、对比试件和裂纹试件。利用可变径管道外壁的漏磁检测仪器对存在点蚀、裂纹等缺陷的38.1,50.8,76.2,101.6mm共4种管径的试件进行漏磁检测。结果表明,管外壁缺陷漏磁场信号强于内壁缺陷信号,内外壁漏磁场信号均随缺陷深度的增加而增强,槽形缺陷的漏磁场信号强于球形缺陷的漏磁场信号。     

三轴漏磁缺陷检测技术

针对轴向裂纹等管道缺陷类型的检测,基于漏磁检测原理,研究了三轴漏磁管道缺陷检测技术.通过对缺陷漏磁矢量场的研究,将漏磁场分为轴向、径向和周向三个分量.利用ANSYS仿真软件,建立励磁系统模型,仿真出三维磁场磁通密度矢量分布图,模拟缺陷漏磁场分布.研制实验平台,采用霍尔传感器制成三轴漏磁检测探头,检测出漏磁场三个方向的漏磁信号.结果表明,三轴漏磁缺陷检测技术可以反映较多缺陷信息,有助于检测特殊类型缺陷.     

脉冲漏磁检测管道技术的有限元分析

漏磁检测方法作为一种无损检测技术广泛应用于钢材等的检测。分析了脉冲漏磁检测原理,提出了脉冲交流磁化方式。采用有限元法对系统参数变化等影响缺陷漏磁场分布因素进行了仿真计算,分析了提离、缺陷深度及宽度等变化对脉冲漏磁检测结果的影响。结果表明在较大提离情况下,脉冲漏磁检测方法具有可提取较多检测信息、输出电压幅值高的优点,在钢管的缺陷检测中将有广阔的应用前景。     

有限元方法在管道外漏磁检测中的应用

管道漏磁检测及其缺陷漏磁场的仿真技术研究具有十分重要的意义。在对各种漏磁场计算方法进行比较之后,选择了有限元法作为主要研究工具。叙述了漏磁检测的基本原理,介绍了漏磁管道检测装置的工作原理和基本结构,建立了管道漏磁检测中缺陷漏磁场计算的三维有限元模型,并以此为基础分别研究了缺陷漏磁信号特点、缺陷的几何尺寸与漏磁信号的关系、以及材料壁厚等对漏磁信号的影响等问题。通过对多磁化单元结构进行有限元模拟和试验仿真,发现多个磁化单元会造成磁场的叠加,磁化单元数量的增加会使缺陷处漏磁场增强,并且中间磁化单位的增加量要大于两侧。缺陷的几何尺寸影响漏磁场的分布,在一定缺陷直径范围内,缺陷深度与漏磁场信号强度呈近似线性关系。无论被测管道壁厚如何变化,相同几何参数的缺陷漏磁场轴向分量变化趋势仍然相同。适当选取提离值,将有助于获得良好的漏磁场信号。     

裂纹漏磁场的数值模拟

漏磁检测技术广泛应用于储罐底板扫查、管道内壁缺陷检测中。文章以裂纹漏磁场为研究对象,以麦克斯韦方程组为理论基础,以数值模拟为手段,建立裂纹漏磁场三维静态数值模拟模型,用数值模拟和试验方法研究裂纹深度、宽度、裂纹倾斜角度以及裂纹间距等参数对裂纹漏磁场的影响,得到裂纹参数与裂纹漏磁场幅值之间的关系。结果表明：裂纹倾斜角度对裂纹漏磁场幅值影响显著,因此在工程实际检测中,要从不同方向进行漏磁扫描,以防止漏检;当两条裂纹间距〈5mm时,裂纹漏磁场将产生叠加。数值模拟结果与试验数据较为一致,表明所用数值方法的有效性。文章所得结论对裂纹漏磁检测工程实践有重要的拳者意义。     

基于三维数值模拟的焊缝缺陷漏磁场分析

漏磁检测技术对钢板对接焊缝检测鲜有应用,根据铁磁性焊缝的特点,针对焊接结构中较敏感的裂纹缺陷,探讨应用漏磁法检测钢板对接焊缝裂纹缺陷。采用有限元数值模拟方法(FEM),建立了焊缝三维FEM模型;对比分析焊缝不同区域存在裂纹时漏磁场分布规律;建立不同焊缝余高包含相同尺寸裂纹的三维FEM模型,分析由于焊缝余高的存在对裂纹检出率的影响;研究在焊缝余高3 mm结构条件下,漏磁场磁感应强度分量峰值随裂纹深度的变化规律,得到漏磁场相关对比分析曲线。仿真结果表明:漏磁法适用于钢板对接焊缝缺陷的检测研究;焊缝余高越小,可获得更高的缺陷检出率;漏磁场磁感应强度分量峰值均随裂纹深度的增加呈递增趋势。     

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。     

加热炉翅片管漏磁内检测仿真分析与实验研究

翅片管广泛应用于加热炉等石化装备中,由于其外表面翅片结构限制,外部检测方法不再适用。本文将漏磁内检测技术应用于翅片管检测。首先建立翅片管漏磁内检测三维有限元模型,得到翅片管的磁化强度、背景磁场及漏磁场分布规律,研究其检测灵敏度。然后搭建实验台,对仿真分析结果进行验证。结果表明,仿真分析结果和实验结果基本吻合,可为漏磁内检测应用于翅片管检测提供参考。     

短接小径管的漏磁检测

建立了小径管缺陷漏磁检测的三维有限元模型,得到缺陷漏磁场的空间分布特性。通过改变缺陷的深度和宽度,研究了腐蚀缺陷对漏磁检测信号的影响,研发了短接小径管的漏磁检测装置,在规格(外径×壁厚)为Ф27mm×3.5mm小径管内壁加工了人工腐蚀坑缺陷,并对模拟缺陷进行检测。结果表明:漏磁检测技术可以实现短接小径管腐蚀缺陷的快速扫描检测。     

管道补板漏磁检测信号的研究

根据漏磁检测的原理,研究了漏磁检测有限元动态分析理论的计算公式,建立了有限元动态仿真模型,从有限元分析和试验研究的角度对管道缺陷及补板的漏磁场分布特征进行研究。在有限元分析模型中,分别从管道的径向和轴向研究了缺陷漏磁场和管道补板漏磁场的分布,并绘制了漏磁场分布曲线。搭建了管道漏磁内检测试验平台,对不同尺寸人工缺陷和补板漏磁场的径向分布特征进行了研究。仿真分析和试验结果表明,虽然在漏磁检测过程中,管道补板的漏磁场与缺陷漏磁场的分布规律相似,容易造成混淆,但可以通过正负峰值出现的顺序来判定缺陷与补板产生的漏磁信号。     

用集成霍尔元件定量检测缺陷漏磁场的特点

基于裂纹漏磁场实验结果,分析磁化磁场强度、裂纹深度、裂纹宽度和裂纹埋藏深度对裂纹漏磁场的影响.阐述集成霍尔元件对局部漏磁场的检测特点及三维漏磁场信号的准确获取方法.集成霍尔元件和现代信息处理技术的结合可实现铁磁性材料的表面和近表面裂纹的自动定量检测.     

涡流效应对脉冲漏磁检测信号的影响

为了研究脉冲漏磁检测中涡流效应对漏磁信号的影响,应用有限元分析软件建立了脉冲漏磁检测仿真模型,对被测样本内磁场与涡流分布随时间变化的情况进行了分析,进而研究了基于不同激励电压和磁芯磁导率仿真模型的漏磁信号波形。仿真结果表明,当磁场激励较小时,漏磁信号在脉冲激励电压的上升阶段存在过冲现象,随后达到稳态。搭建了检测平台进行检测试验,检测结果与仿真结果相一致,研究表明在缺陷检测中应用检测信号峰值特征评估缺陷深度的方法具有更高的精度。     

电磁无损检测与数值计算：第二讲漏磁检测中的有限元分析

漏磁检测适用于检测磁性材料及其制件。磁场磁化这类零件或材料时,在有缺损,如裂纹或其它物理的磁的表面不连续之处,便会有磁力线逸出,即产生漏磁,引起磁场分布的变化。漏磁场与缺损之间存在着一定的对应关系,漏磁场的强弱、分布特征与缺损的大小、性质和形态有关。漏磁场的探测,或用磁粉显示,或用磁探针,如线圈、磁敏器件等,或用录磁法(用特殊的磁带记录后再现),无论哪种方法,核心问题:一是如何产生对缺损敏感的漏磁场;二是漏磁检测缺损响应特征。近年来,已有不少关于应用场的数值计算进行漏磁检测研究的报道,包括漏磁检测中缺陷响应特征规律和探头设计等。作为一个应用例子,本专题介绍蒸汽发生器管道漏磁检测探头(又称变磁阻探头)设计中有限     

管道外自动漏磁检测技术及试验

针对地面管道的运行特点,基于漏磁检测技术理论,设计了一种适用于多种管径的管道外部自动检测装置,并通过有限元仿真和试验,对管壁上不同深度和直径的腐蚀缺陷进行模拟和检测,分别得到了管道缺陷的不同参数对漏磁场的影响规律。仿真和试验结果具有一致性。另外,从管道内、外壁缺陷检测结果看,所设计的漏磁检测仪对管道内、外壁缺陷的检测同样有效。     

钢轨表面缺陷漏磁检测的三维磁场分析

漏磁检测技术通常测量垂直和平行于缺陷表面的漏磁场分量,来实现对缺陷的定量分析。然而,对于钢轨表面的复杂裂纹,传统的方法很难准确检测。为了克服这种检测方法存在的不足,采用三维磁场测量方法以及有限元法对缺陷漏磁场的三维分布情况进行了分析。在此基础上设计了一套适合钢轨表面缺陷检测的三维漏磁检测系统,并对人工缺陷样例进行了检测。结果表明,漏磁信号垂直分量包含重要的缺陷信息,特别是对于与钢轨走向不垂直的缺陷。     

便携式漏磁通表面缺陷检测装置

随着磁敏器件、电子技术和漏磁机理研究的发展,漏磁通无损检测技术正处于迅速发展阶段。漏磁通无损检测是通过检测被磁化的钢材表面逸出的漏磁通,来判断缺陷是否存在。要检测到完整的漏磁通信号,则要求磁敏器件有规律地相对漏磁场运动,以检测到漏磁通幅度的变化,得到漏磁通信号的波形。通过对漏磁通信号波形的分析,取得有关缺陷几何形状的信息。要使磁敏器件有规律地相对漏磁场运动,则必须建立驱动装置。采用不同的驱动装置,就构成针对不同工     

关于磁记忆检测机理的分析与讨论

从铁磁性材料的基本特性出发,利用热力学准则和磁致伸缩方程,研究了金属磁记忆检测技术的原理和激发磁记忆的条件,分析了漏磁场的形成原因及其分布规律,讨论了应力、极化场和材料性能对磁记忆现象的不同影响,解释了地磁场的作用和漏磁场垂直分量过零点的物理原因,提出了从磁记忆磁场中提取缺陷或潜在缺陷信息的方法,强调了磁场分布的相对差别或相对变化对磁记忆检测的重要性。     

表面裂纹宽度对漏磁场的影响分析

介绍了漏磁检测的基本原理，并且论述了漏磁场计算的两种方法-解析法和数值法，用两种方法对矩形裂纹的漏磁场进行了计算，研究了宽度变化时漏磁场的分布规律，从而为实现漏磁检测的量化检测奠定了理论基础。     

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。．