脉冲涡流阵列缺陷成像检测技术

脉冲涡流阵列系统具有大面积、快速检测的优点,可用于金属表面裂纹的自动在线检测。在无损检测领域,应用成像技术可以直观地观测到被检测物体的缺陷位置及大小,提高检测人员的工作效率,促进无损检测技术的应用普及。设计了一套脉冲涡流阵列检测系统,包括脉冲涡流阵列探头。应用该系统对标准铝合金试件的缺陷进行了初步的成像处理,给出了标准铝合金试块缺陷成像检测结果,并指出今后的工作方向。     

磁饱和后的涡流检测信号的非涡流效应

系统地进行了实验规划和验证,最后应用等效源法对实验结果进行了分析。分析表明,钢管在磁饱和状态下的涡流检测信号并不是由涡流效应产生的,而是由漏磁场引起的。缺陷的漏磁信号可视为一等效电流源,产生的扰动磁场被调制在高频载波上而引起涡流仪的信号显示。     

铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的电磁检测

为了研究电磁检测技术检测铁素体与奥氏体异种钢焊接接头表面开口裂纹的能力,制作了Q235R与S30408异种钢横向刻槽对比试样和纵向刻槽对比试样,开展了涡流阵列检测和交流电磁场检测试验。结果表明:涡流阵列检测技术能够检测异种钢焊接接头的横向裂纹和远离铁素体与奥氏体熔合线处的纵向裂纹,但无法检出熔合线处的纵向裂纹;交流电磁场检测技术能够检测熔合线处的纵向裂纹,但无法检测出远离铁素体材料的纵向刻槽;涡流阵列检测技术与交流电磁场检测技术的组合,可以解决铁素体与奥氏体焊接接头的表面开口裂纹的检测问题。     

飞机结构紧固件涡流探伤简介

随着航空事业的不断发展,越来越多的机型投入到航线运行之中。从飞机的机身、机翼、控制面、发动机到起落架,每个部位的紧固件大多要求探伤检查。这些构件在运行中的可靠性是安全飞行的基本要求。采用涡流方法检测紧固件,可有效地发现缺陷,而且还可在飞机未经拆卸的现场对许多部位进行检查。1 检测原理涡流检测以电磁感应原理为基础。当给检测线圈通以交变电流I_P时,线圈的周围即产生交变磁场(?)_P。如果将导电试件靠近线圈,在交变磁场的作用下,试件表面感生出交变电流,即电涡流I_E。图1为平板表面产生的涡流,图2为柱形件表面产生的涡流。同时涡流也产生交变磁场。根据楞次定律,涡流磁场为(?)_P的反作用磁场,使原磁场减弱。通常,试件表面产生的涡流流动路径是一定的。当试件表面或近表面有裂纹等缺陷存在时,会使涡流的流动路径发生畸变而影响涡流磁     

金属亚表面腐蚀缺陷的脉冲调制涡流磁场梯度成像

由于工况复杂,在役金属构件极易产生亚表面腐蚀缺陷,严重影响其安全运行。脉冲调制涡流检测技术是一种新型脉冲涡流检测技术。相较传统脉冲涡流检测技术,其在金属构件缺陷检测和评估中具有优势;将其与磁场梯度测量技术有效结合,探究其在金属构件亚表面腐蚀缺陷检测中的成像方法和技术优势。通过有限元分析,发现相较脉冲涡流磁场梯度信号,脉冲调制涡流磁场梯度信号对金属亚表面腐蚀缺陷边缘识别具有更高的灵敏度。并且,搭建了相关试验系统,通过试验验证了仿真分析结论。试验结果表明,脉冲调制涡流磁场梯度检测信号对金属构件亚表面腐蚀缺陷成像具有更高的精度,有利于缺陷的检测。     

涡流阵列探头在高压涡轮叶片原位检测中的应用

针对某发动机高压涡轮叶片的结构与裂纹特点,特别是考虑了裂纹产生的特殊部位及叶片形状对涡流场耦合的影响,提出了高压涡轮叶片原位涡流阵列检测技术。为保证原位涡流检测的可靠性,设计了专用的涡流阵列探头,同时根据检查孔与叶片的空间位置关系制作了特殊工装,解决了高压涡轮叶片的原位检测难题。     

含交错层叠电涡流传感器阵列的成像定位仪的研究

针对被遮盖的金属物体的可视化问题进行了研究探讨,采用交错层叠柔性电涡流传感器阵列替代线圈式电涡流传感器阵列,利用CCD摄像头拍摄遮盖物表面图像,实现金属物体与遮盖物表面的同步显示,并采用打印机将金属物体上螺纹孔中心位置标记在遮盖物表面相应位置。所研究的探测成像定位仪具有更高的定位精度,操作更简单,使用更方便。     

小径管周向裂纹脉冲涡流检测仿真和试验研究

针对小径管周向裂纹缺陷,通过有限元仿真及试验,研究了利用磁导体环形激励脉冲涡流检测技术检测小径管周向裂纹缺陷的问题。仿真给出了管道在有缺陷和无缺陷状态下磁场分布、涡流分布以及接收线圈的电压值。从仿真结果可以观察出,周向裂纹端头处的磁场分布以及涡流分布会发生明显变化,产生沿管壁法向的磁场,检测线圈位于裂纹端头处正上方时检测灵敏度最高。实际检测结果与仿真结果一致,表明磁导体环形激励轴向涡流对小径管周向缺陷具有显著的检测效果。     

基于暂态磁场梯度信号的脉冲涡流无损检测和定量评估技术

脉冲涡流检测技术是目前对多层金属结构实施有效检测和定量评估的无损检测方法之一。传统脉冲涡流检测技术基于电磁感应原理,采用感应线圈或磁场传感器采集暂态磁场信号,以实现对多层金属结构内部缺陷的定位、识别以及量化评估。文章提出一种新型脉冲涡流检测技术,该技术主要基于已在核磁共振成像(MRI)领域得到应用的磁场梯度测量技术,将磁场梯度信号测量与脉冲涡流检测相结合,以实现对多层金属结构脉冲涡流检测灵敏度的提高。基于ETREE解析法,建立了所提方法的理论模型,推导了脉冲涡流检测磁场梯度信号理论表达式。通过仿真和试验,证明了该方法在多层金属结构亚表面材质劣化检测中的优势。     

带铜套铝基销钉孔的涡流阵列检测

针对某机低压压气机转子叶片根部带铜套的销钉孔部位,采用涡流阵列检测方法,设计并制作对比试样和专用的涡流阵列检测传感器,通过大量样件的涡流检测试验结果和去除铜套后的荧光检测结果对比分析实验,验证了涡流阵列检测方法的可行性和准确性,实现了带铜套铝基销钉孔部位的全覆盖涡流阵列检测.     

基于磁通门磁强计平行分量法的深层涡流检测

采用磁场平行分量法,用磁通门磁强计进行深层涡流检测,该方法通过测量方向与本底磁场垂直的涡流磁场平行分量的方式,能有效避免较强的本底磁场干扰,并能清晰分辨线缺陷与十字形缺陷的特征,对多层铝板的检测深度至少达到14mm,并发现十字形缺陷的涡流磁场信号幅度比线缺陷的涡流磁场信号幅度更强,且随着缺陷深度的增加,其信号幅度衰减速率更慢。     

油气长输管道管体损伤的高速涡流磁场检测

针对油气长输管道外壁缺陷影响管道安全运行的问题，提出了一种基于动生涡流磁场的无损检测方法。借助ANSYS Electronics有限元分析软件分析了管道表面缺陷参数、检测速度与动生涡流磁场之间的关系，发现在不同管道表面缺陷参数下，动生涡流磁场会根据缺陷形状、尺寸的差异反馈出不同的磁感应强度信号，缺陷尺寸越大，信号反馈越强烈；随着检测速度的提高，动生涡流的磁感应强度逐渐增大，但整体变化趋势基本一致。根据工程实际研制了基于动生涡流磁场的管道无损检测试验装置，开展了试验研究，得到了与仿真相同的规律性结果，从而验证了该技术的可行性，表明动生涡流磁场无损检测方法能够对管道缺陷进行精准定位与辨别。     

活塞燃烧室的涡流阵列检测

根据发动机活塞的铸造工艺,分析了活塞燃烧室表面可能产生缺陷的类型,提出了基于涡流阵列的检测方法.研制了活塞燃烧室表面涡流阵列C扫描检测系统,采用自主设计的两种对比试块,研究了激励频率、高通滤波、检测速度等参数对涡流信号的影响.开展了检测工艺研究,根据检测速度、深度、灵敏度以及信噪比等因素选定检测工艺参数,根据选定的工艺...     

金属波纹管的阵列涡流检测

制作了多层不锈钢薄板和金属波纹管人工缺陷试样并进行阵列涡流检测试验,研究了阵列涡流检测的检测能力及技术特点。试验结果表明,阵列涡流检测技术能有效检测多层不锈钢薄板和金属波纹管的表面及内部线性缺陷;缺陷信号幅值和相位与缺陷埋藏深度有关,可通过幅值和相位来综合判断缺陷的埋藏深度。     

钛合金换热管的阵列涡流检测

设计制作了钛合金管材对比试样,并采用穿过式涡流、阵列涡流和旋转涡流3种方法对其进行检测.从检测灵敏度、周向分辨力、轴向分辨力、检测盲区和胀接区检测能力等方面对检测结果进行了比较.结果表明,阵列涡流的综合检测能力优于穿过式涡流和旋转涡流的,在钛合金换热管的涡流检测中有广阔的应用前景.     

薄钢板涂层质量的涡流阵列检测与超声检测

利用涡流阵列和水浸超声检测系统对表面覆有铜涂层的薄钢板进行检测,通过两种方法开展了钢板检测对比试验,结果表明:两者均能实现此种材料涂层质量的二维成像检测;经综合比较分析,涡流阵列检测得到的结果优于水浸超声检测得到的结果,其图像清晰可靠、信噪比高,与产品表面涂层的实际质量状况一致;涡流阵列检测技术对于金属表面涂层的质量检测和性能表征具有很好的效果。     

阵列涡流检测不同深宽比裂纹的研究

设计有不同深宽比裂纹的2组对比样管,探究阵列涡流对于不同深宽比裂纹的敏感性。使用阵列涡流检测方法,对样管上的缺陷进行检测对比。结果表明：在对裂纹深宽比特征参数研究中发现,当宽度一定、深宽比大于1时,涡流幅值随深宽比增加逐渐变大,深宽比小于1时,涡流幅值与深宽比无明显对应关系;当深度一定、深宽比大于1时,涡流幅值大小随深宽比增加逐渐变大。在宽度相同、深度不同和的深度相同、宽度不同的深宽比研究中发现,深宽比相同时,阵列涡流检测到的模拟裂纹的涡流幅值均随检测频率的增加而逐渐变大。     

铝合金搅拌摩擦焊焊接接头的涡流阵列检测

利用涡流阵列检测系统对铝合金搅拌摩擦焊焊接接头进行数字成像检测试验。开展了检测工艺研究,确定了合适的检测参数,并对搅拌摩擦焊产品同时采用涡流阵列与着色渗透两种检测方法进行检测。通过对比试验发现,这两种检测方法的检测结果相近,成像结果清晰。研究结果表明,涡流阵列检测技术可用于铝合金等材料搅拌摩擦焊焊缝的表面及近表面缺陷的检测,能实现快速、精确、数字化的成像检测。     

基于不同传感器阵列的储罐钢板缺陷三维漏磁特征

储罐钢板凹坑缺陷漏磁场的分布较为复杂,单个传感器难以捕获足够的漏磁场信息。针对这一问题,设计了由三维磁传感器构成的直线阵列、环形阵列以及交叉阵列,对钢板圆形凹坑缺陷漏磁场进行检测。试验结果表明:直线阵列可以区分主漏磁信号和次漏磁信号,从而获取各维度的环向微分特征值;环形阵列能够在缺陷上方形成检测面域,从而可以提取任意时刻x向、y向的磁场变化率;交叉阵列能抵抗共模信号的干扰,减小小车抖动等因素的干扰;阵列式扫查能够挖掘更多的特征值信息。     

涡流检测缺陷定量评估的研究

在涡流检测中实现缺陷定量评估具有重要意义。通常涡流检测是利用线圈阻抗变化来实现缺陷检测,分析受缺陷扰动的磁场量B的分布变化,比传统的涡流检测方法更有利于实现缺陷定量评估。利用有限元方法,对有裂纹的金属平板的空间磁场进行了数值仿真。仿真结果证实可通过分析磁场量B的变化来实现缺陷定量评估,并得到了缺陷的长度、深度与平板表面的磁场分量之间的量值关系。对平板裂纹的定量评估提供了理论上的依据。