交流电磁场检测中蝶形图与裂纹剖面的映射方法

蝶形图是交流电磁场检测(alternating current field measurement,ACFM)中判定缺陷存在的一种重要方法。为研究常规裂纹蝶形图与裂纹剖面的映射关系,首先利用COMSOL Multiphysics实现不同尺寸裂纹的数值模拟,并建立了长度和深度特征量的重构方程。其次通过对比,分析了蝶形图与裂纹剖面的内在关系,进一步结合图像处理法和常规线性拟合方法分别建立了两者的映射关系方程。最后,对Q235钢不同尺寸的槽状裂纹进行了检测试验。试验结果表明:基于长度和深度的裂纹剖面误差分别为5.46%和6.02%。该研究实现了蝶形图的再利用,为缺陷的风险评估方法提供了重要的参考。

基于DPSD算法的交流电磁场检测系统的研制

文中以FPGA为核心设计基于DPSD算法的ACFM检测系统,实现对检测信号自适应滤波,提取幅值的功能。系统由探头、前端处理电路、FPGA、上位机软件组成,并基于FPGA设计DDS激励源。以不锈钢板为测试对象设计试验,验证系统性能。结果表明:系统针对微小裂纹具有良好的检出效果,且在系统稳定性、集成性及灵活性方面具有很好性能。

交流电磁场检测技术装备及应用

交流电磁场检测技术(ACFM)是一种新型高效可靠的电磁无损检测技术,具有非接触、不需标定、检测速度快和适应性好等优点,在石油石化工业,特别是海洋平台结构物的检测中有良好的应用前景。介绍了ACFM检测装备主要组成,重点是各种探头和英国TSC公司开发的ACFM产品。阐述了ACFM技术在海洋平台水下部分检测及其它工程领域中如大型金属结构物检测、螺纹检测和体积缺陷检测中的应用。对我国目前引进和推广应用ACFM技术提出几点建议。

交流电磁场检测技术在压力容器焊缝检测中的应用

为了提高压力容器的焊接质量,可以应用交流电磁场检测技术,下文主要就该技术的应用进行论述研究。

交流电磁场技术在凝汽器换热管与管板连接焊缝检测中的应用

凝汽器的换热管与管板连接焊缝处存在缺陷造成泄漏将严重影响生产。介绍了焊缝表面交流电磁场检测技术的原理、方法,制作了对比试样并进行了测试分析,通过讨论缺陷影响交流电磁场检测信号的变化规律,对缺陷和交流电磁场信号之间的对应关系进行了分析和研究。实际检测结果表明:采用交流电磁场技术检测凝汽器换热管与管板连接焊缝缺陷是可行的。

交流电磁场检测数值仿真及其信号敏感性分析

基于开发交流电磁场检测 (ACFM )可视化技术的需要 ,采用数值模拟方法对ACFM技术进行了探讨。以ANSYS软件系统为工具 ,建立了ACFM数值仿真模型。该模型解决了利用裂纹物理参数和几何厚度建模以及裂纹导致的奇异性处理两方面的问题 ,能够精确获得任意形状裂纹的电磁场分布。分析了材料性质与提离两种因素对磁场分布影响的敏感性。仿真结果表明 ,ACFM对磁导率、电导率和提离的变化均不甚敏感 ,与涡流检测技术相比 ,更适合于低碳钢的裂纹检测。此研究为开发ACFM装备的数字化样机提供了理论依据。

交流电磁场检测探头激励线圈的数值仿真及优化

应用ANSYS软件系统建立了交流电磁场检测(ACFM)探头激励线圈数值模型,研究了不同几何形状的ACFM探头激励线圈的感应磁场以及工件表面的感应电流分布,确定了激励电流与激励线圈结构的定性、定量关系。根据优化的激励线圈,在工件表面得到符合要求的均匀交变电流,从而为探头的研发提供了科学依据。通过对比分析可知,工件表面感应电流的均匀区域与激励线圈水平段的长度存在定量关系。

交流电磁场检测信号的影响因素与裂纹的识别判定

为了提高交流电磁场检测ACFM信号识别判定的准确率和可靠性,针对交流电磁场检测图谱信号的识别判定难点,通过查阅大量文献资料和试件检测图谱,得出了典型的信号影响因素和对应图谱,并总结归纳了平行扫描等几种实用的扫描方法。提出了ACFM裂纹检测判别的一般流程。实践表明,其有助于提高ACFM检测过程中裂纹识别判定的准确率和检测效率。

基于交流电磁场检测的深水无损检测探头设计与关键参数分析

传统的水下交流电磁场检测(alternating current filed measurement,ACFM)在仿真设计时未考虑外壳材料对检测信号和设备各个参数之间的影响。针对此问题,建立了ACFM仿真模型,对磁芯大小与形状进行了优化设计,缩减探头尺寸;分析了无损检测探头的外壳材料的电导率和磁导率对检测信号的影响,并进行了仿真分析;分析出最适用于深水无损检测(nondestructive testing,NDT)的外壳材料为304不锈钢和最佳电流频率,并对无损检测探头的各参数进行了优化设计。结果表明:外壳材料的电导率达到10^(7) S/m时,磁性传感器检测到的特征信号会反向和电流的频率大于7 kHz会导致检测信号严重失真;外壳材料的磁导率对z方向的磁感应强度B_(z)、x方向的磁感应强度B_(x)的幅值衰减严重。研究成果有利于水下无损检测设备的研发设计。

高压电缆附件铅封缺陷的交流电磁场检测

铅封是高压电缆常用的连接方式,受外部热缩套及防水带干扰的影响,常规检测方法难以对内部铅封连接状态进行检测。制备了高压电缆铅封试样并加工了相应缺陷,以模拟现场使用状况,采用交流电磁场检测技术进行了检测试验。试验结果表明,交流电磁场检测技术能够穿透保护层对铅封表面开裂缺陷进行检测,检测灵敏度及分辨力较高,但检测结果会受到探头角度的影响,检测时需考虑检测方向。

基于ACFM的焊缝缺陷检测系统设计和试验

针对CNFC-3GS新燃料运输容器载荷试验前后吊耳角焊缝的非接触式(带涂层)表面检测需求,研发了一套交流电磁场(ACFM)检测系统和工艺,设计了高灵敏度的单阵列笔式探头,并编写了梯度算法软件,以提高对微小缺陷的检测能力。通过灵敏度试块、考试试块、模拟试块试验,验证了ACFM技术在表面和近表面缺陷检测方面的有效性,通过对不同试块的检测,结果表明该ACFM系统能够有效检出表面和近表面L≥1 mm的线形缺陷和D≥1 mm的圆形缺陷,打磨可以提高其检出能力。该ACFM检测系统稳定可靠,能够实现容器吊耳焊缝表面缺陷的快速有效检出,并初步判断缺陷的位置和大小,可以为铁磁性材料及焊缝的服役安全评价提供技术支撑。

ACFM技术及其在钻修机械平台无损检测中的应用

无损检测技术对于确保钻修机械平台安全生产十分重要,交流电磁场检测技术(ACFM)由于具有非接触测量、无需标定且一次完成缺陷的定性定量检测等诸多优点而取得广泛应用。首先简介了ACFM技术的检测原理、检测系统及检测标准和认证,并与交流电位降方法(ACPD)、涡流检测方法(ET)等无损检测方法进行了比较。分别以钻修机械平台的钻机井架、底座关键部位焊缝检测和平台吊机检测为例,详细阐述了利用ACFM方法进行工程检测的仪器选择、探头扫描及诊断结果,并分析了检测过程中的干扰因素及处理方法。最后,进一步探讨了ACFM方法应用于钻修机械平台结构损伤检测的可能性和解决思路。

基于平衡电磁技术的管道裂纹全角度检测方法

针对管道表面裂纹缺陷方向各异的问题,提出一种基于平衡电磁技术的裂纹全角度检测方法。通过麦克斯韦方程分析了时谐电磁场下管道内表面的电磁分布,根据磁通与感应电流的畸变分析了管道表面各方向裂纹的检测机理与检测信号规律,并证明了平衡电磁技术对管道裂纹全角度检测的有效性。利用有限元方法计算分析了裂纹与检测方向成七种不同角度时管道内表面的电磁畸变程度,并通过仿真得到相应的感应电压信号,根据仿真结果进行有效性试验,结果表明,平衡电磁检测技术能够对管道表面裂纹实现全角度检测,检测信号特征以检测方向与裂纹成30°夹角为分界,0°~30°信号特征为先波谷后波峰,检测信号幅度随着角度增加逐渐减小,峰谷间距快速变小;30°~90°信号特征为先波峰后波谷,检测信号幅度随着角度增加逐渐增大,峰谷间距缓慢变小;当检测方向与裂纹成30°时,感应电压信号为双峰谷特征,且峰峰值最小。该方法为管道表面裂纹角度的量化研究提供了理论依据和实验基础。

锁定放大技术在ACFM检测电路设计中的应用

扰动磁场检测信号是微弱信号且总是不可避免地含有噪声和干扰信号。利用锁定放大技术设计一扰动磁场检测电路,包括去2.5 V直流电路、放大滤波电路、移相电路、电压型开关式乘法器。该设计电路实现了对扰动磁场微弱信号的测量与消噪处理。试验表明,利用锁定放大技术设计优化ACFM检测电路是一种有效的方法。

基于时空同步的机器人与ACFM协同检测系统

针对交流电磁场检测(ACFM)技术在机器人自动化检测过程中对时空同步的需求,围绕工业机器人与ACFM协同检测方法展开系统研究,解决机器人与ACFM协同检测过程中位置与磁场信号同步提取方法、三维磁场特征信号成像、缺陷量化与定位方法等关键问题。搭建完整的一套机器人与ACFM协同检测试验系统并对系统进行测试。结果表明,时空同步协同检测系统能够实现试件表面缺陷检测成像显示和精准定位与量化,位置同步精度为0.5 mm,可提升ACFM自动化检测过程中的效率和精度。

交流电磁场和电磁超声复合无损检测技术研究

交流电磁场检测技术是一种灵敏度较高的表面缺陷无损检测技术,但受集肤效应制约难以实现亚表面缺陷检测。为实现表面和亚表面缺陷同时高灵敏度检出,提出一种交流电磁场和电磁超声复合无损检测方法,建立交流电磁场-电磁超声复合检测仿真模型,分析电磁声多物理场下表面及亚表面缺陷磁场畸变信号、超声回波信号与缺陷尺寸的量化关系,开发融合交流电磁场-电磁超声的复合无损检测试验系统,采用人工缺陷试块进行试验测试。仿真和试验结果表明:交流电磁场和电磁超声复合无损检测技术可实现铝板表面和亚表面缺陷高灵敏度检出和分类,提取的特征信号Bx、Bz、回波信号与缺陷尺寸存在量化对应关系,具备缺陷定量识别的能力。

海上平台结构检测技术对比及应用分析

本文归纳总结了现有的海上平台结构检测技术,对比分析了各项技术的优缺点、性能指标、技术成熟度等,并结合胜利油田海上平台生产实际,分析了各种技术的适用性,最后给出了油田海上平台的检测建议。

带有涂层的钢结构焊缝的ACFM检测

带有涂层的钢结构焊缝的无损检测是在役检测钢结构物的迫切需求技术,也是困扰业界的难题。利用ACFM技术能够检测金属裂纹缺陷尺寸,尤其适用于检测带涂层的焊接构件,并且操作简单方便。采用ACFM设备检测了对接和T型接头试块的表面裂纹,给出了检测图谱,并测量出裂纹的长度和深度尺寸。试验结果表明,裂纹的检出率达100%,缺陷长度相对误差≤12%,缺陷深度相对误差≤25%。这验证了ACFM法在带涂层的钢结构焊缝表面裂纹定位和定量上具有一定的可靠性,其为ACFM应用于工程现场检验提供了有效的参考。