金属套管腐蚀缺陷的脉冲涡流近-远场复合检测

双层金属套管是石油、化工、航空航天等工程领域常见的一种管道结构,由材料不同的内、外管组成。服役中的双层金属套管易出现腐蚀等缺陷,严重影响结构的完整性,因此,对双层金属套管进行有效原位无损检测非常重要。围绕脉冲涡流近-远场复合检测方法,针对不锈钢-碳钢双层套管内、外管腐蚀缺陷的检测进行探究。通过系列仿真研究,在明晰脉冲涡流近-远场磁场信号及其特征与内、外管外壁减薄损伤参数间关联规律的基础上,提出套管减薄损伤识别及定量评估方法。基于所搭建的试验平台,试验验证了基于脉冲涡流近-远场复合检测的不锈钢-碳钢双层套管外壁减薄损伤识别及量化评估方法的有效性。     

基于磁屏蔽的脉冲涡流缺陷检测仿真

针对铁磁性/非铁磁性的脉冲涡流缺陷检测,建立了磁屏蔽下的脉冲涡流检测数值仿真模型,分析了两种金属构件磁屏蔽下的涡流、磁感线分布和涡流检测信号的作用机制。磁屏蔽主要包括线圈无磁屏蔽、线圈内磁屏蔽、线圈外磁屏蔽、线圈内外磁屏蔽四种磁屏蔽方式。仿真结果表明:两种金属构件下的四种脉冲涡流缺陷检测磁屏蔽模型中,线圈内磁屏蔽措施对于提高脉冲涡流缺陷检测的灵敏度最有效。     

基于固态磁场传感器的脉冲涡流检测铁磁性构件腐蚀缺陷

脉冲涡流检测技术是一种新兴的电磁无损检测技术,该技术可用于铁磁性材料腐蚀缺陷的检测和评估。目前国内外铁磁性材料腐蚀缺陷的脉冲涡流检测多采用盘式检出线圈拾取感应电压信号,但对采用固态磁场传感器拾取磁场信号的分析尚存不足。通过解析建模仿真和试验发现,与传统感应电压信号相比,磁场信号对铁磁性构件腐蚀缺陷深度的响应更为灵敏,有利于铁磁性构件腐蚀缺陷检出率和评估精度的提升。     

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。     

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.     

管道腐蚀脉冲涡流检测的三维仿真与试验

脉冲涡流检测技术具有非接触、对大面积腐蚀检测灵敏度高等特点,适合通过非开挖外检测方式对埋地管道腐蚀状况作出评价。利用ANSYS MAXWELL有限元分析软件建立脉冲涡流检测仿真模型,分析不同壁厚管道的信号变化规律,结合仿真结果制作了试验装置,并通过该装置对管径为108mm,壁厚分别为6,10mm的管道进行检测。结果表明:不同壁厚的脉冲涡流信号衰减曲线与仿真曲线基本重合。仿真结果为实际非开挖管道腐蚀检测器的设计、远场涡流探头的优化和腐蚀量化评估提供了有效参考。     

涡流新技术在油罐底板腐蚀检测中的应用

突破了传统涡流检测的应用局限，介绍了油罐底板腐蚀涡流检测新技术，如远场涡流技术，相控阵技术和磁饱和技术等。建立了试验远场涡流检测系统。试验结果表明，采用涡流方法检测罐底腐蚀是可行的，探头的改进方式及质量对试验结果影响较大。为了达到对各种形状缺陷的有效诊断，提高检测灵敏度和准确性，还需进一步改进和完善远场涡流检测系统。     

新型脉冲远场涡流传感器检测性能的仿真分析

远场涡流技术由于不受集肤效应的限制,其可实现原位检测的优点成为解决大厚度非磁性金属平板的有效途径。在前期研究工作基础上,介绍了新型非磁性平板构件脉冲远场涡流传感器的设计原理,并仿真分析了基于连通磁路传感器对不同走向缺陷及不同厚度平板的检测能力。结果表明:将脉冲远场涡流技术应用至非磁性金属平板检测时,检测信号所受扰动主要是缺陷对感应涡流的扰动,而非缺陷对磁场的扰动,这与其检测铁磁性材料存在根本的区别,同时,其可检测的板材厚度达到了25 mm,研究结果为脉冲远场涡流技术在航空领域的应用提供了有益的探索。     

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。     

基于脉冲涡流/电磁超声复合检测方法的复杂缺陷检测

相比于电磁超声检测方法,脉冲涡流检测方法对于近表面缺陷具有较高检测灵敏度。而电磁超声信号本身包含脉冲涡流信号部分,基于此特点,开发了电磁超声/脉冲涡流的复合无损检测方法。首先,基于有限元理论开发了电磁超声/脉冲涡流复合信号的数值模拟方法;其次,提出了基于频谱分析、滤波等策略对混合检出信号进行信号分离提取的方法,并结合试验验证了所提方法的有效性;最后,基于复合检测方法对铝板中的三种类型缺陷(表面缺陷、底部减薄缺陷、复合缺陷)同时成功地进行了检测,验证了所开发复合检测方法的优越性。     

铝合金焊缝裂纹涡流检测系统设计及试验研究

针对铝合金焊缝表面及近表面裂纹缺陷涡流检测时缺陷信号难于识别问题,开发了基于ARM的铝合金焊缝裂纹涡流检测系统,设计研制了铝合金焊缝涡流检测探头,开展了带有预制裂纹的铝合金焊缝涡流检测试验。试验结果表明:利用研发的铝合金焊缝涡流检测系统及探头能够有效实现对铝合金焊缝表面及近表面裂纹的检测和判别,其中噪声信号阻抗图平行于实部分量轴线,缺陷信号阻抗图呈现"8字"形且和噪声信号具有较大的相位差,具有较高的信噪比。对非铁磁性材料焊缝的涡流检测系统的开发和探头的研制具有一定的工程应用价值。     

基于动生涡流效应的高速运行构件亚表面缺陷检测

基于电磁场理论和有限元分析方法,使用Maxwell软件建立含亚表面缺陷的铁磁性和非铁磁性金属构件在直流线圈磁场作用下动生涡流磁场的数值计算模型。通过仿真分别研究了亚表面缺陷深度、构件运动速度以及传感器位置对缺陷信号的影响,并进行了试验验证。     

脉冲涡流检测激励参数和激励线圈参数的优化设计

在采用脉冲涡流技术对铁磁性承压设备进行缺陷检测时,脉冲激励参数和激励线圈参数的不同会对检测结果造成较大影响。首先,利用有限元法建立了脉冲涡流检测铁磁性试件厚度的仿真模型;其次,以差分信号峰值为特征分析了脉冲激励参数和激励线圈参数对检测灵敏度和分辨率的影响,依据影响规律确定了脉冲激励参数和激励线圈参数,通过仿真试验确定了在该参数下的有效壁厚检测范围;最后,通过测试件试验,验证了仿真结果的正确性。     

铁磁性材料缺陷的脉冲涡流检测系统设计

为了解决带包覆层输油管道等储油设备的腐蚀缺陷位置及缺陷性质不易确定等问题,根据脉冲涡流检测技术的频谱宽、信号穿透能力强的优点,开发设计了一套基于脉冲涡流的铁磁性材料缺陷检测系统。设计的新型检测传感器可实现缺陷位置的精确测定,通过对检测电压信号时域及频域特征值与铁磁性材料试件厚度变化产生的定量关系,确定试件的缺陷程度。在实验室以及现场试验得到检测信号与被测试件厚度的数学关系式,结果表明该系统能够精确在线检测20mm厚的包覆层下的铁磁性材料厚度及缺陷程度,具有一定的应用价值。     

铁磁性材料热交换管的远场涡流检测探讨

介绍铁磁性热交换管的远场涡流检测技术，指出了采用远场涡流技术检测铁磁性热交换管时存在的问题。结论得出，远场涡流技术的缺陷检出灵敏度很大程度上取决于缺陷的性质，由于热交换管支撑板信号的影响，很容易导致支撑板下或附近小缺陷的漏检。     

蒸汽发生器传热管凹痕与缺陷的涡流检测信号分析

国内某核电站蒸汽发生器传热管涡流检测时发现部分可疑信号,不能确定其缺陷类型,故设计和制作了模拟试件,采用轴绕式差分探头对模拟试件进行涡流检测对比试验,同时采用旋转探头、阵列探头进行复核,模拟常规超声无法有效分辨该信号时的解决方法。试验结果表明,该缺陷信号不是单纯的凹痕信号,而是凹痕与缺陷的复合信号,对于类似信号可通过混频的方式消除其中的干扰变量从而达到区分和定量的目的。     

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。     

脉冲激励远场涡流管道检测技术的有限元仿真

研究了脉冲激励下的远场涡流管道检测技术,采用有限元仿真的方法对检测系统参数对检测结果的影响做了详细的分析。表明该技术将远场涡流和脉冲激励的优势有效结合,能提取较多检测信息,可同时测量管道内径和内、外壁缺陷信息,且具有信号幅值高,功耗低的优点。     

第九专题 远场涡流无损检测技术

远场涡流技术是基于远场涡流效应的一种管道检测技术,它除了具有一般涡流检测的优点以外,对非铁磁性和铁磁性导电管的内外壁缺损具有相同的灵敏度而不受集肤效应的限制,一个探头能同时检测凹坑、裂纹和壁厚变薄等缺损,因此被认为是一种最有发展前途的管道检测技术。远场涡流技术早在40年代就被提出,50～60年代起有局限性应用。但当时由于机理不清楚,所以发展缓慢,直到80年代中期才又在若干发达国家引起重视,美、加、日等国相继投入了大量人力、物力进行研究和开发。1984年远场涡流技术先驱Schmidt TR依据实验,提出远场涡流现象中能量耦合     

脉冲涡流无损检测技术在裂纹定量中的应用

脉冲涡流是近几年发展起来的一种无损检测技术。与传统涡流不同，脉冲涡流用一个脉冲电流来激励线圈，对检测探头感应的时域瞬态响应信号进行分析，选用信号的峰值、过零时间和峰值时间来对裂纹进行定量检测。对表面和近表面裂纹的长度和深度进行了定量检测，提出了辨别表面和近表面裂纹的公式。试验证实，脉冲涡流只需一次扫描就可对被测试件上不同深度的裂纹实现定量检测，因此具有广阔的应用前景。