奥氏体不锈钢马氏体含量的杂散磁场检测与涡流检测

为了比较杂散磁场和涡流检测技术对奥氏体不锈钢马氏体含量的检测能力,制备了铁素体含量系列标准试块、马氏体含量系列试样和管道弯头工件,并开展了两种检测技术对不同马氏体含量的信号响应试验、磁各向异性试验、同种材料不同马氏体含量检测试验和现场管道弯头的检测试验。试验结果表明,受工件的磁各向异性和环境磁场等因素影响,杂散磁场检测技术检测结果与马氏体含量的对应关系差;但这些因素对涡流检测技术的影响较小,因此,对于奥氏体不锈钢马氏体含量的现场检测,涡流检测技术要优于杂散磁场检测技术。

在役风力发电机组变桨轴承高黏润滑油脂附着状态下阵列涡流检测

为实现在役风力发电机组变桨轴承高黏润滑油脂附着状态下轮齿齿面的高效精准检测,采用仿形阵列涡流技术,研究不同线圈排布方式和提离距离对轴承轮齿齿面缺陷检测结果的影响。结果表明:Z字型和复合型线圈排布方式的边缘效应范围不同,复合型仿形探头较Z字型明显缩短;通过检测10.00 mm×0.50 mm×1.00 mm(槽长×槽宽×槽深)人工槽缺陷,得出内、外齿型轴承的提离距离极限分别为1.04 mm和1.43 mm;对在役风机轴承在表面有高黏润滑油脂条件下进行了试验验证,检测缺陷尺寸与位置结果准确,误差小于5%。该研究成果可为变桨轴承轮齿齿面在役状态下的监督检测提供技术支撑及新思路。

复杂裂纹涡流检测与评估方法研究

钢轨表面及上表面产生的滚动接触疲劳裂纹通常以斜裂纹或多角度复杂裂纹的形态存在,对其检测和评估是个难题。基于此,采用基于无线能量传输的涡流检测方法(WPT-ECT),设计新的探头结构并结合神经网络算法对裂纹进行检测和评估。首先,有别于现有WPT-ECT方法,采用增大激励频率,而非串并联电容的方式,构造谐振电路;其次,根据复杂裂纹的特点,设计由两个八字形激励线圈和两个矩形接收线圈组成的方向性探头结构;最后,充分提取检测信号的特征,并运用径向基神经网络算法对裂纹进行识别。仿真和实验结果表明,所提出的探头结构对任何角度的缺陷均敏感。同时,RBF算法对斜裂纹、T裂纹、Y裂纹和1.2 mm提离下的T裂纹的识别准确率分别为92.00%、95.27%、96.64%和89.50%。

脉冲涡流检测中核电运行机组电磁干扰研究

脉冲涡流主要应用于壁厚的腐蚀检测工作,因其可在带保温的情况下进行检测工作而受到无损检测行业的关注。由于脉冲涡流对于在役运行的核电机组的检测,更容易受到电磁环境的干扰,研究从脉冲涡流检测信号的频谱分析入手,论证了核电在役机组低频电磁场干扰对检测信号的强干扰作用。研究在役机组空间电磁干扰的频谱识别,并通过实验验证了其对脉冲涡流时域检测信号的影响。根据研究结果,提出用检测信号与空间参考信号作差,来消除空间电磁干扰的差分检测模式,可较好地抑制在役机组的电磁干扰问题。在核电机组运行状态下,通过现场实验验证了探头差分模式下脉冲涡流在役检测效果。

钢桥疲劳裂纹几何特征对涡流检测信号影响规律研究

针对常规钢桥面板疲劳裂纹检测手段只能贴合表面进行检测的问题,引入涡流检测方法,实现对钢桥面板表面疲劳裂纹的检测。搭建了涡流检测实验平台,设计研发了涡流检测探头,对不同尺寸疲劳裂纹进行横向扫查,研究了不同长度、宽度和深度特征的疲劳裂纹对检测信号的影响规律。并建立有限元仿真模型,模拟疲劳裂纹扫查过程,验证了钢桥面板疲劳裂纹涡流检测方法的可靠性,为后续疲劳裂纹尺寸精准测量提供依据。实验结果显示:设计的空心圆柱形检测探头能够实现最小尺寸为长度60 mm、宽度0.2 mm、深度5 mm的表面裂纹缺陷的定位检测;检测信号的幅度变化值与裂纹长度、宽度、深度在一定范围内均成正相关,裂纹长度和深度对检测信号影响较大,裂纹宽度对检测信号影响较小。

钢桥面板顶板贯穿裂纹长度涡流检测及其影响因素

针对正交异性钢桥面板顶板贯穿型疲劳裂纹隐蔽性强、难以精确检测的问题,提出通过涡流检测方法对裂纹长度进行测量。首先,对试验获取的涡流检测信号进行分析,探究信号特征与裂纹长度之间的关系,据此拟合出裂纹长度的测量公式,并通过有限元模拟对其有效性进行验证;其次,研究线圈参数与扫查速度对检测效果的影响;最后,通过有限元模拟分析了水平裂纹相邻顶点间距、裂纹与线圈中心的偏移距离、裂纹与线圈扫查方向的夹角对检测结果的影响。结果表明:增加圆柱形线圈外径与内径之比并适当减小线圈内阻可提高检测灵敏度;裂纹长度的测量值随着线圈扫查速度的增大而减小;水平裂纹相邻顶点间距越大,越利于精确测量裂纹长度;随着裂纹与线圈中心偏移距离的增加,检测信号的变化幅值逐渐减小,裂纹长度测量值也随之下降;此外,线圈扫查方向与裂纹长度方向的夹角越大,越不利于检测。该钢桥面板疲劳裂纹长度涡流检测方法可实现高效、便捷、精准的无接触式检测,为钢桥的运营维护提供相关技术参考。

线圈放置方式对脉冲涡流检测的影响分析

[目的]核电厂汽水管线一般在管道外壁加装保温层,从而提高换热效率。目前对于铁磁性管道的检测手段主要为常规超声及超声导波,检测前需要将管道外壁保温层拆除,导致检测工期延长,人力成本增加,无法达到核电厂高质量发展的要求。核电厂脉冲涡流技术的应用可以省去保温层的拆装,实现不停机在线筛查。检测线圈的放置方式对缺陷的检出能力是脉冲涡流技术重要指标。[方法]文章利用ANSYS中的Maxwell模块进行管件建模及仿真,分别设计同轴式与垂直式检测线圈,保持提离距离、材料一致及其他条件一致下,模拟脉冲涡流对平底缺陷的检测能力。选取核电厂样管进行同轴式与垂直式脉冲涡流测试,将脉冲涡流(Pulsed Eddy Current Testing,PECT)测试结果与超声测厚进行复核,对比两种线圈放置方式对脉冲涡流检测的影响。[结果]研究表明:垂直式线圈相对于同轴式线圈对缺陷检出效果更佳。[结论]核电厂脉冲涡流技术的应用对脉冲涡流技术在核电领域实施具有重要意义。

脉冲涡流检测在核电厂管道的应用

[目的]为了提高换热效率,核电厂的凝结水管线、主给水管线、疏水管线及部分抽气管线管道外侧均加装了包覆层,目前对于铁磁性管道的检测手段主要为常规超声技术及超声导波技术。上述检测技术受限于检测环境及前提条件,检测难度较大。文章旨在提高带保温层管道的检测效率,丰富技术手段,缩短检修工期,提高核电厂经济效益。[方法]通过研究核电站低频电磁干扰下脉冲涡流检测方法的可行性和可靠性,利用感应电压测量值与计算值建立最优化参数反演问题,并结合参数之间的耦合关系式,根据管道脉冲涡流场时域解析解的基础上,建立感应电压测量值与计算值特定关系式,建立最优化参数反演问题,并结合参数之间的耦合关系式,提出1种针对核电厂带保温管道在役运维的脉冲涡流检测技术。[结果]利用文章提出的铁磁管道相对壁厚脉冲涡流检测方法对核电厂在役样管进行检测,并将检测结果与常规超声检测结果进行对比,得出二者检测结果误差在5%左右。[结论]脉冲涡流检测结果可靠,适用于核电厂铁磁管道壁厚腐蚀减薄的无损检测与评估。

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。

航空多层铆接结构内层裂纹的远场涡流检测

多层铆接结构是飞机机身蒙皮与型材的主要结构。由于周期性载荷作用,其内部型材等承力部位易产生疲劳裂纹,该位置隐蔽性强,采用目视或常规无损检测技术难以检测出这些缺陷。而远场涡流检测技术可检测埋藏深度大的缺陷,采用该技术对飞机多层铆接结构的内层裂纹进行检测。结果表明:选择合适的检测频率时,检测信号阻抗的幅值与裂纹深度、检测信号阻抗的相位角与裂纹埋藏深度均呈良好的线性关系,对于确定的被检材料和检测传感器,得出的拟合公式可为裂纹损伤的定位、定量检测提供理论参考依据,从而获得裂纹的准确信息,实现裂纹损伤的准确定位和定量检测。

激光熔化沉积表面缺陷电涡流检测仿真

基于增材制造领域电涡流检测方面的需求,针对电涡流检测信号解释困难及缺陷定量定性分析难题,采用有限元仿真技术建立了TC4钛合金增材样件表面缺陷电涡流检测模型,获得了检测过程中样件内部及周围电磁场的分布情况,研究了检测过程中缺陷长度、宽度以及深度变化对磁场信号的影响,并进行了试验验证。仿真结果显示,在一定范围内缺陷尺寸增大会使检测信号变强,缺陷的长度、宽度以及深度变化皆会对检测信号产生影响,试验验证结果与仿真结果具有较好的一致性。

脉冲涡流检测频域提离交叉点的测厚研究

针对时域LOI在铁磁性和非铁磁性材料的脉冲涡流检测信号中的获取方法不统一问题,并致使时域LOI信号特征的提取标准统一性受到限制.文章通过分析铁磁性和非铁磁性材料的脉冲涡流差分信号,研究探头提离变化对脉冲涡流差分信号幅值谱、相位谱、实部谱的影响规律,获取脉冲涡流差分信号频谱中的频域LOI,并进一步分析频域LOI的厚度测量的可行性,为统一和扩展LOI的获取方法及改善LOI的测量范围提供方法指导.

脉冲涡流检测激励电源设计

脉冲涡流检测是当前金属材料无损检测主要的方法,激励电源作为系统中的关键部分,其性能将直接影响到检测结果。针对现有材料缺陷脉冲涡流检测方法中激励电源存在关断时间长、无恒流控制、功率小等问题,对非磁性材料的缺陷检测方法进行了研究,提出了一种新的脉冲电源电路,采用线性调整型恒流源,实现恒流与恒压钳位的复合电路拓扑结构。首先对线性单元进行闭环分析,证明了电路的可行性,再通过样机实证,验证了脉冲电源的稳定性和快速性。脉冲电源的幅值在20 A内可调,幅度误差小于1%,能够快速关断,下降时间可达纳秒级。最后利用该脉冲电源组成了一套脉冲涡流检测系统,并对铝合金进行了裂纹缺陷模拟检测实验。通过提取探测器峰值电压发现系统能够准确地识别不同缺陷深度,且具有较高的分辨率。

铜合金接触线夹杂物缺陷的新型涡流检测探索

针对传统涡流检测法在铜合金接触线检测中的不足,提出了一种应用于铜合金接触线生产过程的新型在线涡流检测法,由永磁体和磁场传感器分别代替传统涡流检测法的激励和接收线圈。经实验测试表明,新型涡流检测法原理可行,实验装置简单有效,在现有实验条件下可达到100μm量级的检测精度。

地铁车辆铸造零件铆接间隙类别的远场涡流检测方法研究

[目的]铆接质量问题无法直观判断,通过采用远场涡流探伤检测方法,可检测铆接结构件内部质量缺陷,以期为产品质量检测提供理论和技术支撑。[方法]在不破坏工件的基础上进行铆接质量检测及判别间隙类型;针对轨道车辆铆接结构件的中板间间隙和铆钉孔间隙,分别开展了远场涡流检测试验;选取地铁车辆抗侧滚扭杆座与车体底架边梁铆接工作试件,开展了涡流探伤试验研究。[结果及结论]从三组实验结果可知:根据相位角的范围可区分铆钉与孔的间隙和板间间隙类别,孔间间隙的相位幅值范围为60°~90°,板间间隙的相位幅值范围为0~10°。

基于归一化求导的裂纹缺陷涡流检测信号处理方法

针对裂纹缺陷检测时材料应力变化引起检测信号波动的问题,提出了一种归一化求导的信号处理方法,以实现对应力变化影响的抑制。首先,通过涡流检测系统获取被测试件的单点检测信号,并对信号数据求均方差,获取单点采集的均方差信号特征;接着,利用获取的信号特征进行A扫检测,获取相应的扫查信号,并进一步对扫查信号进行求导处理,获取均方差导数信号;然后,利用归一化方法对均方差导数信号进行处理,获取归一化导数信号;最后,提取出归一化导数信号的幅值变化量特征,用以检测裂纹宽度。试验结果表明,裂纹缺陷检测信号数据经归一化方法求导处理后,获取的归一化导数信号可以有效抑制应力变化的影响,提高裂纹缺陷的检测精度。

某电厂工业冷却水热交换器传热管的涡流检测

在对某电厂工业冷却水热交换器传热管进行涡流检测时发现,多根传热管存在外壁缺陷,且均位于限位杆处,经拔管验证均为限位杆磨损缺陷。由于该设备结构特殊,限位杆与传热管之间为点接触,结合其产生的涡流信号特征,对该类缺陷的分析及定量方法进行了对比分析,为同类设备的涡流检测提供了实践经验。

反应堆压力容器主螺栓表面缺陷的线激光测量与涡流检测对比

涡流检测是核电站反应堆压力容器主螺栓的主要检测方式,该方法主要用于对螺纹根部的缺陷进行表面检测。线激光测量技术是一种近年来新兴的非接触测量方式,通过高速激光扫描实现物体表面形貌的大面积、高分辨率测量,具有快速、非接触及高精度等特性。采用两种方法对反应堆压力容器主螺栓进行检测,试验结果表明,两种方法均可对其缺陷进行有效检测,线激光技术能精确到微米级,测量结果更加直观,且容易定量、定性,为主螺栓检测中的缺陷判定提供了可靠的数据支撑;两种检测方法各有优劣,实际检测时应取长补短,从而为反应堆压力容器主螺栓提供更加智能化、高效的检测方案。

大型养路机械构件焊缝涡流检测技术及应用研究

大型养路机械车下悬挂装置焊缝较多,焊缝缺陷一旦漏检存在悬挂装置脱落隐患,有必要对重点焊缝实施探伤检查,排除安全隐患。目前在构件不拆卸的情况下没有适宜的探伤方法,主要靠人眼察看,尤其是被油漆遮盖的缺陷无法被直接发现。研究了构件焊缝涡流检测设备、探头和检测工艺参数,并进行了实验室和现场试验。试验结果表明:大机专用涡流探伤仪配接专用焊缝探头检测试块上的缺陷信噪比不低于14 dB,在漆层状态下直接对构件焊缝实施原位检测,信噪比达到检测要求,检测效率高。

基于缺陷检出概率的钛合金缺陷涡流检测可靠性研究

本文针对TC4钛合金缺陷涡流检测系统,进行了缺陷检出概率研究。结果表明:当涡流检测系统对其缺陷进行检测时,在90%概率与95%置信度时发现的最小缺陷尺寸为0.436mm。