钢管端部漏磁探伤效果分析

通过ANSYS有限元仿真分析解释了钢管端部效应的存在，同时提出多种减小钢管端郝检测盲区的对接方法并仿真分析了其磁场的分布及缺陷显示情况，通过比较制作出一套小盲区的端部检测装装置，其中采用贴片式线圈作为磁敏元件，避开了常用霍尔元件易于拾取端部泄漏静磁场而掩盖掉缺陷信号的不足，经过试验测试，钢管端部盲区能够缩小到10mm之内。     

基于漏磁的管端自动探伤方法与装备

在分析钢管漏磁检测端部效应及其消除机理的基础上,提出了利用漏磁检测技术对钢管端部进行自动探伤的方法——端部移接法,即采用导磁构件来收集钢管端部泄漏磁场,并对端部磁路加以引导,借用另外的导磁构件与钢管端部对接后形成新的端部,使得原端部变为管体,从而减小钢管端部盲区。设计了磁路引导装置和探头,介绍了基于漏磁的管端自动探伤机的结构组成、原理和管端自动检测流程。该检测方法及装备可以将钢管端部的检测盲区控制在30mm以内。     

钢管端头漏磁检测技术

在传统的钢管检测中，通过磁粉法来确定钢管端头的缺陷，费时、费力又不可靠。分析了钢管端头和端头缺陷的磁场分布，用ANSYS软件模拟分析了加入引体对端头磁场的影响，确定了附加引体的钢管端头漏磁检测方法，并通过试验验证了其可行性。     

管板焊缝结构涡流检测端部效应抑制仿真试验

针对管板角焊缝结构涡流检测的特点,研究了影响常规涡流检测实施的相关因素(包括外形、材料等),并在此基础上采用ANSYS有限元仿真技术对专用的传感器进行了优化设计,增加了永磁磁化单元,结合抑制涡流检测端部效应的信号处理方法,减小了端部检测盲区范围,提高了焊缝缺陷的检测精度。仿真和试验结果表明,通过对管壁和焊缝施加磁化及对检测信号进行差分处理,能够实现薄壁管管板角焊缝深层缺陷的检测,证明了管板焊缝结构涡流检测的可行性,提高了管板涡流检测的效率。     

改善钢棒漏磁检测可靠性方法探讨

介绍了漏磁场形成机理及钢棒交流漏磁检测信号的获取,得出钢棒交流漏磁检测中提离造成的检测信号固有偏差,并全面分析了实际检测中钢棒表面粗糙度、设备同心度、旋转探头对称性、钢棒弯曲度以及钢棒表面氧化物等各种因素给检测结果带来的影响和克服措施,为查找和克服检测结果偏差异常提供有效依据,为合理控制质量风险提供有效保障,提高了钢棒漏磁检测可靠性。     

无端头凹心楔横轧件精确成形机理数值模拟

采用Deform-3D数值模拟软件,对具有端部变形的楔横轧件成形过程中的材料流动规律和特点进行了计算机模拟仿真,结合实际生产和物理模拟实验,分析了轧件形成端部凹心的原因。提出采用锥形坯料的方式消除端头凹心,并通过数值模拟研究了锥角大小对轧件端头凹心深度的影响,得到了无端头凹心的坯料形状和尺寸。模拟结果表明,采用具有锥形端部的坯料成形楔横轧件可以减少甚至消除成形后轧件端头凹心缺陷,且端头凹心的深度随着端部锥角的减小而减小,当端部锥角为120°时,轧件端头凹心已经基本消除。     

油管漏磁检测装置的改进研究

采用有限元法对油管漏磁检测装置进行优化设计。根据油管的特征参数和检测要求,设计直流线圈励磁型漏磁检测装置。建立了缺陷漏磁场的有限元仿真模型,研究了励磁线圈的形状、励磁电流对检测信号的影响,获得最佳的信噪比。提出了改善检测装置的端部效应,提高Hall探头检测灵敏度的两种改进措施,有效地提高了漏磁检测装置的检测能力。仿真数据同实验结果基本吻合,研究成果已经用在新一代油管漏磁检测设备的开发生产中。     

焊接缺陷磁光成像磁场分布数值模拟与试验分析

以激光对接焊的焊接缺陷为对象,研究基于数值模拟的焊接缺陷漏磁场的分析方法. 建立对接焊焊接缺陷检测的三维模型,利用漏磁场理论对比分析不同几何缺陷与漏磁场信号之间的关系规律,并用试验进行验证. 结果表明,裂纹的深度越深,磁感应强度越大,未熔合、凹坑分别随着角度、宽度的增大而磁感应强度减小,并且验证漏磁场信号可以作为焊接缺陷检测的依据. 采用RGB分割法对磁光图像进行分割并提取几何特征,用模糊C-均值聚类（FCM）对不同焊接缺陷进行识别,有良好的识别率.     

抽油杆无盲区检测方案和系统设计

针对现有漏磁检测设备在抽油杆端部存在较大盲区的现象,提出抽油杆无盲区的检测方案,对传感器的设计与安装、磁化结构的设计以及自动控制等问题进行了详细的讨论。有效地解决了抽油杆使用过程中端部过渡区的无盲区检测问题,在工程实际中得到良好的应用。     

钢管端部横向裂纹的漏磁检测方法

针对目前钢管自动检测过程中普遍存在的检测盲区问题,提出采用管内部磁化器固定,管外部扫描的漏磁检测新方法。介绍了无盲区检测钢管端部横向裂纹的原理,并从磁化器到检测探头的设计等多方面介绍了整个检测装置的结构,通过大量的实验分析验证了该检测方法的适用性与可靠性。     

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。     

基于有限元分析的压力管道外漏磁检测

针对石油化工行业中压力管道的运行特点,根据漏磁检测原理开展了管道外漏磁检测。首先利用有限元分析软件建立了双励磁结构管道外漏磁检测模型,得到了半球形缺陷漏磁场的空间分布特性。然后研究了缺陷体积、管道壁厚、气隙厚度、两磁化结构张开角度等因素对缺陷漏磁信号的影响规律,并进行了试验验证。试验结果与仿真结果均表明,缺陷漏磁场磁通密度随缺陷体积的增大而增大,随管道壁厚和气隙厚度的增加而减小;缺陷漏磁场磁通密度轴向分量随着磁化装置张开角度的增加而变小。试验所用的漏磁检测装置能够有效地识别半球形缺陷,并能够对半球形缺陷进行量化和定位。     

钻杆缺陷的漏磁检测技术

在钻杆缺陷检测中,如何确定最佳磁化强度工作范围是其中的一个关键问题。通过分析钻杆漏磁缺陷信号的特点,合理选择了霍尔元器件作为传感器,并设计了相适应的数据采集系统。通过试验得到钻杆上4种不同缺陷的漏磁场,分析出缺陷类型及大小对漏磁场的影响规律,进一步得到激励出缺陷最佳漏磁场的磁化强度值,从而为钻杆缺陷的漏磁检测以及钻杆检测设备的研制提供了理论依据。     

漏磁场对鹰潭土壤模拟液中管线钢交流腐蚀行为的影响

目的 探究管体磁化产生的磁场对油气管道交流杂散电流腐蚀行为的影响。方法 采用自行设计试验装置模拟管道真实漏磁场,以开路电位、高频电位测量、动电位极化、电化学阻抗谱、表面分析技术及失重法,研究了鹰潭土壤模拟液中磁化和未磁化的X52管线钢试样交流腐蚀行为的差异。结果 磁化管体的磁场使交流腐蚀电位先负移后正移,交流幅值电位增大,极化电流增加,反应界面电容减小,法拉第电阻增大,交流平均腐蚀速率增大,对腐蚀产物形貌有一定影响,但对腐蚀形貌基本无影响。磁场作用机理分析表明,磁场产生的洛伦磁力驱动反应界面附近腐蚀介质运动而增加反应粒子的扩散速率及减小界面扩散层厚度,从而增大交流腐蚀速率。磁场梯度力在一定程度上抑制了阳极反应,促进了阴极反应。结论 漏磁场使管线钢交流杂散电流腐蚀速率大幅提升,但是不改变其均匀腐蚀的形貌,应提高开展过漏磁内检测的油气管道交流杂散电流评价标准。     

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。     

30CrMnSiNi2A钢螺纹零件局部感应回火工艺

对30CrMnSiNi2A钢螺纹试验件进行了局部感应回火工艺研究，对比研究了不同预处理(等温淬火+低温回火和真空油淬+低温回火)和不同感应回火工艺(单段式加热、两段式加热、两段式加热+移动补温)对工件回火后硬度分布的影响。结果表明，等温淬火+低温回火和真空油淬+低温回火后试验件的硬度和显微组织差别不大。由于集肤效应和端部效应，单段式感应加热会使试验件内部产生较大的径向和轴向硬度梯度，而两段式加热法可通过增设一段均温时间以消除集肤效应所造成的径向硬度梯度，通过感应器移动补温可消除端部效应所导致的轴向硬度梯度。两段式加热+移动补温的感应回火工艺可使试验件螺纹端头的硬度达到要求，并获得均匀的硬度分布。     

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。     

管道缺陷漏磁场和缺陷尺寸关系的研究

针对油气管道腐蚀缺陷定量分析精度很难提高的现状，根据腐蚀缺陷评价标准，定义缺陷外形尺寸，设计现场检测试验，并制作大量不同类别的样本缺陷用于实际检测试验。分析了大量缺陷漏磁场数据，选取了量化缺陷外形的漏磁场特征，给出了缺陷外形和漏磁场特征的关系曲线。试验得出这些特征可有效量化缺陷外形尺寸。     

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。     

钢管静水压试验端部密封形式的应用探讨

简要介绍了钢管静水压试验常用的端面密封和径向密封两种钢管端部密封形式，并对其工艺技术特点进行了比较。对合理采用钢管端部密封形式提出了建议。实践证明只要合理使用各种钢管端部密封形式，就能提高密封圈的使用寿命，且在缩短钢管试压盲区的同时保证盲区质量，减少或避免钢管打弯，取得良好的应用效果。