交流电磁场检测在空压机中冷器检修中的应用

通过分析裂纹对交流电磁场信号影响的方式和规律,对缺陷和交流电磁场信号响应特征之间的关系进行了分析和研究,介绍了焊缝表面交流电磁场检测技术的原理、方法,制作了对比试样,并进行了测试分析,通过实际检测表明,交流电磁场检测速度快、灵敏度高、测试结果准确.     

交流磁场检测技术基础问题的仿真分析

交流电磁场检测技术(ACFM)是近几年兴起的一种新型电磁检测方法,是通过检测工件表面由裂纹引起的磁场扰动来实现对金属构件损伤的早期评定,代表着无损检测领域未来的主要发展方向。分析了交流场检测的基本原理,建立了有限元技术的仿真模型。在ACFM仿真研究的基础上,研究了检测信号特征与试件裂纹尺寸参数的对应关系。探索了检测频率、提离高度以及工件材料特性(如磁导率和电导率)等因素对检测灵敏度的影响。得到一系列重要的研究结论,为该检测技术的深入研究和广泛应用提供了依据。     

交流电磁场技术在储油罐角焊缝无损检测中的应用

对角焊缝检测提出了一种利用交流电磁场的无损检测新方法。首先简介了交流电磁场检测（ACFM）的基本原理,并基于ANSYS软件模拟出裂纹缺陷引起的磁场畸变信号。在确定交流电磁场检测系统的基础上,利用标准试板进行了测试分析,并将其成功应用于储油罐底板角焊缝的无损检测中,实现了裂纹缺陷的定性定量化评估。试验测试及应用结果均验证了该方法对表面或近表面裂纹缺陷检测的灵敏度高,为其他结构部位探伤也提供了借鉴。     

基于双U形激励的交流电磁场检测缺陷可视化技术

为了满足交流电磁场检测(ACFM)技术缺陷可视化的需要,引入一种双U形正交激励阵列,在工件表面感应出旋转电磁场,有效地避免了缺陷方向对检测的影响,为缺陷可视化提供充足的信号数据;在此基础上,提出缺陷截面形状轮廓和表面形状轮廓的可视化方法,有限元仿真分析结果显示该方法对缺陷形状的反演平均相对误差不超过10%;利用实验室建立的ACFM正交U形激励阵列试验系统对该可视化方法进行了验证试验,结果表明该方法简便可行,缺陷形状反演精度高,能够有效地实现ACFM的缺陷可视化检测。     

基于外穿式交流电磁场检测的钻杆轴向裂纹在役检测技术研究

钻杆是钻井过程中易受破坏的关键部件,在其服役过程中进行检测,对于减少钻具失效事故具有重要意义。针对钻杆在役检测的特点,提出一种新型外穿式交流电磁场检测方法,建立针对钻杆外表面轴向裂纹的外穿式交流电磁场检测有限元仿真模型,分析钻杆表面感应电磁场分布以及裂纹引起的电磁场畸变信号与裂纹尺寸关系,在此基础上提取裂纹识别特征信号,基于仿真模型分析激励线圈提离高度影响,设计开发井口钻杆外表面轴向裂纹在役检测系统,并进行试验测试,仿真和试验结果表明:外穿式交流电磁场检测探头所提取的钻杆轴向裂纹特征信号Bx和Bz分别反映裂纹深度和长度,具有定量识别能力;激励线圈提离高度可满足在役检测需要;外穿式交流电磁场检测系统利用周向阵列检测线圈可有效检测钻杆表面轴向裂纹。     

涡流检测焊缝裂纹缺陷的有限元仿真

缺陷的定性/定量分析一直是涡流检测中的难点问题.为了研究裂纹缺陷的尺寸、埋深深度和截面形状对检测结果的影响,基于Maxwell 3D涡流场分析的方法,建立了双线圈传感器的涡流检测模型,重点对工件周围受缺陷扰动的感应磁场分布变化进行了有限元仿真研究.结果表明:通过分析感应磁场分量的变化可以实现裂纹缺陷定性/定量评估,为下一步船舶焊缝裂纹缺陷的在线检测提供了有价值的参考.     

基于双轴 TMR 电磁传感器的裂纹检测方法研究

针对单一激励交流电磁探头检测任意方向裂纹容易出现漏检问题,设计了用于检测奥氏体不锈钢表面斜裂纹的新型双激励传感器,建立了奥氏体不锈钢表面裂纹交流电磁场检测仿真模型,开发了基于新型双激励传感器和高分辨率隧道效应磁阻传感器的金属平板表面裂纹检测系统。基于理论模型和试验系统研究了试件上裂纹走向和裂纹宽度对传感器拾取到磁场分量幅值的影响规律,研究了裂纹检测与方向判定方法。仿真和实验结果表明,利用磁场分量B_x、B_y畸变特征能够以相同的灵敏度检测出试件表面尺寸为15 mm×0.2 mm、深度大于3 mm的微小裂纹,并实现裂纹方向判定。引入宽度补偿参数后减小了横向、纵向裂纹判定误差,判定误差最大为3.9°。     

不锈钢表面裂纹方向电磁检测方法

针对传统交流电磁场检测表面不定方向裂纹容易出现漏检的问题,研究了旋转磁场下感应电流方向、裂纹方向变化对平板表面裂纹检测幅值的影响,推导了裂纹走向角度与平面磁场分量波谷幅值的关系表达式,从检测机理角度提出了裂纹方向判定方法及影响因素.建立了奥氏体不锈钢表面裂纹交流电磁场检测有限元仿真模型,开发了基于双U形激励和高分辨率隧...     

基于交变电磁场的钢板表面裂纹检测方法

针对钢板表面裂纹检测的问题,提出了交变电磁场的检测方法。研究了交变电磁场检测原理,建立了交变电磁场仿真模型,通过改变钢板表面裂纹深度等条件,分析计算了裂纹处磁场强度分布。对不同深度钢板裂纹的实验数据进行分析,实验结果表明,在相同实验条件下,随检测深度的增加,检测信号峰值增长正比于裂纹深度,检测最大深度为5 mm。     

基于平衡电磁技术的管道裂纹全角度检测方法

针对管道表面裂纹缺陷方向各异的问题,提出一种基于平衡电磁技术的裂纹全角度检测方法。通过麦克斯韦方程分析了时谐电磁场下管道内表面的电磁分布,根据磁通与感应电流的畸变分析了管道表面各方向裂纹的检测机理与检测信号规律,并证明了平衡电磁技术对管道裂纹全角度检测的有效性。利用有限元方法计算分析了裂纹与检测方向成七种不同角度时管道内表面的电磁畸变程度,并通过仿真得到相应的感应电压信号,根据仿真结果进行有效性试验,结果表明,平衡电磁检测技术能够对管道表面裂纹实现全角度检测,检测信号特征以检测方向与裂纹成30°夹角为分界,0°～30°信号特征为先波谷后波峰,检测信号幅度随着角度增加逐渐减小,峰谷间距快速变小;30°～90°信号特征为先波峰后波谷,检测信号幅度随着角度增加逐渐增大,峰谷间距缓慢变小;当检测方向与裂纹成30°时,感应电压信号为双峰谷特征,且峰峰值最小。该方法为管道表面裂纹角度的量化研究提供了理论依据和实验基础。     

交变磁场测量系统数值仿真分析

利用有限元分析软件，建立了交变磁场测量系统的数值仿真模型。基于这个模型，分析了检测位置对确定缺陷大小和分布的影响，发现检测路径离裂纹中心越近，检测到的磁场分布信号越好；检测平面与工件表面间隔越小，Bz曲线越准确，但过小的间隔却可能增大Bz曲线的噪声。同时研究了缺陷几何尺寸与表面磁场分布的对应关系，进一步验证了表面磁场曲线极值间隔与缺陷长度的对应关系；以及在确定缺陷长度的基础上，缺陷深度与Bz曲线极小值之间的一一对应。以上结论为识别缺陷特征专家系统的实现提供了理论依据．     

电磁热效应止裂效果与电流通路尺寸关系的研究

从理论、试验和数值模拟三方面研究利用电磁热效应技术对具有单边裂纹的导体进行止裂时，由于裂纹尺寸不同使得导体中电流通路尺寸不同，从而导致裂纹尖端的温度场、温度梯度场分布状态的不同。理论分析、试验研究和数值模拟结果均表明：由于电流产生的焦耳热源的作用，能够在裂纹尖端处很小的范畴内熔化形成焊口，遏制裂纹的扩展；导体中裂纹的长度（即导体中电流通路尺寸）是影响裂纹尖端温度场和温度梯度场的主要因素。     

机械载荷作用下单边裂纹电热止裂的实验研究

采用实验分析和数值分析的方法，研究分析了在等值拉伸机械载荷作用下的、对带有单边裂纹导电薄板进行电热止裂的止裂效果。并且与文献[1]给出的通电瞬间由温度产生的应力场与机械载荷产生的应力场叠加的理论计算结果进行了比较。通过算例比较，表明了理论分析、数值计算和实验研究结果有较好的一致性。     

异种钢焊接接头脉冲放电强化与力学性能分析

采用电磁热止裂强化方法对异种材料焊接接头进行强化研究,对含椭圆形埋藏裂纹缺陷的焊接接头进行了脉冲放电数值分析,得到放电瞬间的热应力场和冷却到常温时的残余应力场,结果表明,脉冲放电瞬间焊接接头中的裂纹尖端温升超过材料熔点,裂尖钝化并产生了有利的残余压应力;对Q235和1Cr18Ni9焊接接头进行了电磁热强化试验研究,结果表明,试件通过放电强化,焊接接头的力学性能得到改善,抗拉强度提高19.4%,冲击韧性提高12.07%。     

电磁热止裂及其在焊接接头强化中的应用研究进展

从理论分析、数值模拟、实验研究三个方面综述了近年来国内外学者关于电磁热止裂及其在焊接接头强化应用研究方面的进展情况。利用ZL-2型超强脉冲放电装置对含有裂纹的焊接接头进行电磁热止裂,发现脉冲放电能够遏制焊接裂纹的快速扩展,修复焊接接头内部裂纹缺陷,提高接头的力学承载性能。最后对未来电磁热焊接接头止裂强化在工程上的应用前景作了展望。     

含埋藏孔洞缺陷金属构件电磁热止裂强化分析

电磁热效应可以实现含半埋藏裂纹、埋藏裂纹金属构件的止裂强化。针对实践中铸件和锻件内往往存在孔洞形式的缺陷,从理论和数值模拟角度分析了电磁热对其强化的效果,导出了球体绕流的电流密度和温度场分布。研究表明:孔洞缺陷可处理成广义埋藏裂纹缺陷,应用电磁热止裂强化是可行的。放电后,在垂直于通电方向,球形中截面上形成绕流现象,瞬间温度超过了材料的熔点,形成焊口,产生的热压应力显著降低了应力集中,从而抑制了孔洞缺陷受力时的扩展,达到了止裂强化效果。     

含埋藏椭圆型裂纹的构件脉冲放电瞬间的耦合场分析

采用数值分析的方法,对含三维埋藏椭圆型裂纹的构件放电瞬间的耦合场进行分析。计算脉冲放电瞬间椭圆形裂纹尖端附近的温度场和等效应力场的分布状态;并通过改变模型尺寸的模拟分析影响放电参数的主要因素。计算结果表明,由于电流绕流产生的焦耳热源的作用,裂纹尖端处温度瞬时急剧升高,但沿椭圆形裂纹尖端的温度值并不相同,最大值发生在长轴附近,只要放电电流的强度足够大,可以使椭圆环形裂尖均熔化形成焊口,并围绕环形裂纹尖端附近产生很大的热压应力场,可有效地遏制裂纹的扩展;在相同放电电流强度下,对椭圆裂纹尖端温度影响较大的是裂纹的绝对尺寸和椭圆长短轴的相对尺寸。在研究过程中分成热一电耦合和热一应力耦合两个过程,综合考虑材料非线性、状态变化非线性和几何非线性,结果比较符合实际。