基于磁记忆效应的钢结构应力检测机理和应用

磁记忆检测技术（MMT）是基于金属材料磁记忆效应的一种无损检测技术。本文分析了磁记忆的应力检测机理,列举了MMT在钢结构焊缝中的应用实例,说明了磁记忆检测技术的有效性。并且还指出了该项技术的最大优点,即通过MMT既可检测出宏观缺陷,又可检测出微观缺陷,并能进行未来的危险预报。     

钢结构隐性损伤的磁记忆识别机理及试验研究

以金属磁记忆检测机理为基础,提出关于建筑钢结构早期微裂纹缺陷的磁记忆识别机理模型。采用拉伸试验研究了Q235典型建筑钢在静载作用下的磁记忆效应,利用WT10B数字高斯计获得了不同加载阶段的磁场信号。发现法向磁场与外荷载存在一定的对应关系,法向磁场强度及其梯度可用来对试件的危险区域进行定位,磁场梯度最大值可用来判断试件的危险时刻。表明磁记忆是钢结构早期隐性损伤安全诊断的有效方法。     

浅析金属磁记忆检测原理

介绍了金属磁记忆检测方法的原理,并对其与其他无损检测方法相比较的优点进行了论述,还通过实例进一步说明金属磁记忆检测方法的应用,以促进无损检测技术的发展。     

磁致伸缩材料的应力感知机理

简介了磁致伸缩材料的伸缩效应及产生机理 ,磁测应力原理 ,磁致伸缩效应在检测钢管隔热层下腐蚀缺陷中的应用 ,并推导了磁场 -伸缩 -力耦合传感方程 ,试图从这些方面揭示磁致伸缩材料的应力感知机理 ,为其在土木工程中的应用提供理论依据。     

几种磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是磁巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(Stress-induced Magnetic Anisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction).从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故本文又介绍了1台新的磁力仪MAPS(Magnetic Anisotropy and Permeability System),并对MAPS及其他的磁力仪作了比较.     

混凝土内部钢筋锈蚀的磁记忆检测

将金属磁记忆技术引入到混凝土内部钢筋的锈蚀检测当中,根据锈蚀试件表面的磁场变化信息来定位其锈蚀区域,同时半定量化评估其锈蚀程度.首先对钢筋混凝土试件进行定位锈蚀,随后采用自主设计的磁记忆扫描设备进行检测,分析得到沿试件固定方向的磁感应强度分布曲线B_y-y,B_y-z以及反转高度曲线z_f-y.利用B_y-y曲线交点间的区域来定位试件的锈蚀区域,根据z_f-y曲线中反转高度z_f值可半定量评估试件的锈蚀程度.结果表明:此方法可以实现混凝土未开裂期间的钢筋锈蚀检测,并能排除混凝土保护层厚度对检测效果的影响,具有较高的检测灵敏度.     

磁测残余应力方法及特点对比

对几种磁测残余应力的方法和特点进行了归纳对比,它们是巴克豪森效应应力检测方法,利用逆磁致伸缩效应测量应力,利用铁磁类材料的磁记忆检测应力分布,应力致磁各向异性法SMA(StressinducedMagneticAnisotropy)和磁致伸缩法(Magnetostriction)。从目前研究现状而言,利用Barkhausen效应实施铁磁类结构构件应力检测技术相对来说最为成熟和广泛,但它有自身的缺陷,故又介绍了一台新的磁力仪MAPS,并对MAPS及其他的磁力仪作了比较。     

徐滨士:再制造中的典型高新技术

再制造寿命评估与预测技术再制造零件的裂纹检测技术。对零件进行裂纹检测,包括零件表面裂纹和零件内部裂纹的萌生与扩展的检测,在此基础上探索性地利用金属磁记忆技术进行废旧零件的剩余     

钢丝缺陷磁致伸缩导波检测信号特性实验研究

缆索体系作为现代土木建设广泛应用结构之一,作为主要承载部件对整体结构的安全性和使用寿命至关重要。磁致伸缩导波无损检测技术在缆索损伤和腐蚀检测方面具有检测长度大,覆盖结构区域广等优势,逐渐成为应用广泛的缆索新型无损检测方法。磁致伸缩导波无损检测技术在损伤和腐蚀的定性问题上已经比较稳定,缺陷尺寸和缺陷回波的定量关系与诸多因素有关,本文对缆索的基本单元高强钢丝的缺口检测信号进行了实验研究,得到缺陷回波反射系数与钢丝缺陷截面损失率的关系,发现其与抛物线非常近似;本研究为钢丝及钢丝拉索的损伤和腐蚀磁致伸缩导波无损检测的定量评价提供了基础。     

氧化膜厚度对应力腐蚀裂纹尖端蠕变的影响

针对应力腐蚀开裂裂纹尖端的基体金属在高应变条件下发生的蠕变现象,采用有限元软件ABAQUS对高温水环境下合金600含氧化膜的应力腐蚀开裂裂纹尖端的高应力状态进行了数值模拟,并对裂纹尖端的力学场分布规律及氧化膜厚度对基体材料蠕变的影响进行了分析。结果表明:蠕变后,基体金属裂尖应力值减小,应变值会增大;氧化膜越薄,基体金属裂尖区域的蠕变量越大;高蠕变区域主要分布在与裂纹扩展方向线垂直的方向上,裂纹会沿氧化膜破裂方向扩展。本研究为准确预测核电关键结构材料应力腐蚀开裂裂纹的扩展速率奠定了一定的基础。     

钢铁材料结构构件工作应力的检测方法及特点

针对钢铁材料结构构件工作应力的检测方法进行了归纳总结。可分为有损与无损检测方法及钢铁材料磁力耦合应力检测方法。有损应力检测方法有削磨面积法、小孔法 ;无损应力检测方法有电阻应变计测量法、X射线法、光弹性法超声波法。利用巴克豪森效应检测应力 ;利用逆磁致伸缩效应测量应力 ;铁磁材料应力的磁弹性检测方法及磁记忆应力检测方法都包括在磁力耦和应力检测方法之中 ,这也正是一种不同于常规的无损检测的新思路 ,即基于磁特性的钢铁结构无损应力检测方法。这种基于钢铁材料磁力耦和特性的应力检测方法比常规无损检测方法先进了一步。     

残余应力对金属材料局部腐蚀行为的影响

基于残余应力测试新方法与先进电化学测试技术的进展,围绕残余应力类型和大小对金属材料点蚀以及应力腐蚀行为的作用机理进行了总结和归纳.研究发现,尽管残余压应力对腐蚀行为的抑制作用得到了大量实验的证实,但是在不同条件下其作用方式以及机理不尽相同,并且与材料的结构特点以及腐蚀产物等密切相关.同时,残余拉应力的作用尚不明确,受到材料类型和其他因素耦合的严重影响.另外,在某些环境下,影响腐蚀行为的关键是残余应力梯度或残余应力的某个临界值.但是对有色金属的研究表明残余拉应力和压应力均会导致基体中位错和微应变等结构缺陷增加,进而促进点蚀敏感性,降低材料服役性能.最后,对目前研究存在的局限进行了讨论和展望.     

磁干扰对城市燃气管道磁记忆检测的影响研究

为提高磁记忆检测技术在城市燃气管道检测中的准确性,减少外界磁干扰对管道缺陷自漏磁场的影响,本文通过数值计算,研究了通信基站这一常见磁干扰对城市燃气管道磁记忆检测的影响。首先,通过管道力磁耦合模型,分析干扰因素影响磁记忆检测的原理;然后,计算通信基站周围磁场大小,并分析其对磁记忆检测的影响程度;最后,给出减少相应检测误差的方法。研究结果表明:自漏磁场在地磁场下变化率大,敏感度高,很容易受到通信基站这一强烈磁干扰的影响,因此必须先对通信基站产生的磁场进行处理,才能继续对通信基站附近的埋地城市燃气管道进行磁记忆检测,以提高城市燃气管道磁记忆检测的准确性。     

某燃料油罐边缘应力分析与节点腐蚀加固研究

分析了燃料油罐底部节点附近区域应力分布 ,测试了不同应力下罐体金属在罐底沉积液中的腐蚀速度 ,提出降低油罐底部节点附近边缘应力从而减缓罐体金属腐蚀的措施     

400m~3油罐应力分析与加固研究

分析了油罐节点区域应力分布 ,从减缓油罐金属的腐蚀速度出发 ,提出了降低油罐罐壁与罐底相交节点附近区域边缘应力的措施 ,加固后边缘应力有较大幅度降低。     

大型储罐的应力腐蚀开裂

随着我国石油战略储备计划的实施,高硫原油的大型储罐建设成为必然趋势,大型原油储罐应力腐蚀开裂的危害性也越来越大。介绍对大型原油储罐应力腐蚀开裂研究的必要性,简述了应力腐蚀机理,重点介绍大型储罐应力腐蚀开裂的影响因素与特征。并提出相应的防护措施,指出大型储罐用高强钢的应力腐蚀试验及安全评定、寿命预测是该领域今后工作的一个重点,声发射在线检测技术是今后发展的方向。     

基于金属磁记忆的钢筋混凝土结构锈蚀检测

针对钢筋混凝土结构锈蚀检测难的问题,采用金属磁记忆(Metal Magnetic Memory)无损检测技术,开展了钢筋混凝土锈蚀检测试验,探索其内部钢筋锈蚀与漏磁信号之间的特征关系。首先对10片试验梁采用电化学加速锈蚀,然后对锈蚀后的试验梁进行漏磁信号采集,最后开展破坏性试验来验证钢筋锈蚀情况。结果表明:钢筋锈蚀区域用漏磁信号切向分量Bx曲线交点或其梯度dBx/dx曲线判断;当漏磁探头提离高度Z=2 cm时,漏磁信号切向分量极值增量ΔBx_i与钢筋锈蚀深度h呈明显线性相关性;钢筋断裂可以通过漏磁信号切向分量Bx极值或其梯度dBx/dx极值相对上一个阶段不再增加来进行判别。并通过COMSOL建模验证了试验梁锈蚀检测试验结果的可靠性。     

冲击荷载对中碳钢磁记忆信号的影响

为弥补金属磁记忆试验的不足,通过相关自由落体试验,研究了冲击荷载对磁记忆检测信号的影响,试验发现,冲击荷载对中碳钢表面磁信号的影响与试样冲击作用面大小有关,试样具有较大的初始磁场时,冲击荷载对磁信号的削弱作用明显,表现在磁场数值大幅减小及其分布形状的改变上,冲击作用面越大,冲击荷载对试样磁场的削弱作用越强。     

建筑钢结构焊接残余应力磁测技术研究

本文从铁磁材料内部磁畴结构角度出发,介绍了铁磁材料的应力致磁各向异性特性。磁弹性法测残余应力即通过对材料导磁率变化的检测反映材料表面的应力水平。将磁弹性应力检测技术应用到工程实际中,标定了Q235钢的磁测灵敏系数,利用sc21型残余应力磁测仪对建筑钢结构的焊接残余应力进行了测量。     

漏磁法检测钢结构损伤机理及应用研究

漏磁检测是一个新的无损检测技术 ,它能快速准确发现钢结构损伤和缺陷。首先探讨了漏磁检测技术及其检测机理 ,然后通过针对钢油管的漏磁检测机理及应用实例的调研 ,表明了漏磁检测很适合油管的在线检测。最后通过利用漏磁法对一储罐罐底钢板的检测表明了该方法的有效性