地磁场在缺陷微磁检测中的作用分析

地磁场在缺陷微磁检测中的作用是实现微磁检测定量化的理论基础;通过微磁学理论分析地磁场反复磁化铁磁性物质的物理过程,由于磁畴壁的移动,在缺陷区产生固定磁畴结点,固定磁畴结点内的磁场在缺陷处发生泄漏,形成可识别的缺陷信号,固定磁畴结点一旦产生其磁场强度远大于地磁场,地磁场对缺陷微磁检测的影响只会改变检测信号的幅值,不会改变缺陷信号的特征,揭示了缺陷磁场失而复得的原因,同时实验验证了地磁场在应力致磁效应中起到偏置磁场的作用,为在役设备微磁检测奠定了理论基础。

基于微磁检测技术的钢杆淬硬层深度定量预测

为将微磁检测原理应用于钢杆淬硬层深度的定量检测,设计了可同步检测切向磁场强度时变信号、磁滞回线和巴克豪森噪声信号的多功能传感器,从3类微磁信号中提取出共8项特征参数用于淬硬层深度表征.基于逐步回归方法,筛选出显著水平小于0.07的4项微磁特征参数(即矫顽力Hc、切向磁场强度时变信号的3次谐波幅值A3和谐波畸变因子K、巴克豪森噪声信号蝶形曲线的参数H_(cm)),建立了四元线性回归预测模型.该模型对淬硬层深度的预测平均误差仅为3.87%.上述基于多功能传感器的微磁检测方法,可以推广应用于铁磁性杆类构件表面硬化层深度的定量检测.

基于微磁学分析的缺陷微磁检测机理研究

缺陷对铁磁材料内部磁畴壁的钉扎使得缺陷附近出现不依赖于外部磁场变化的微磁固定结点。针对该现象,从微磁学理论计算出发,通过能量最小原理分析了缺陷附近内部能量的变化,得出了缺陷附近微磁固定结点内磁化场的奇异分布,根据其分布特征实现了缺陷检测。

桥梁缆索断丝微磁检测技术研究

基于铁磁材料的剩磁现象,建立了桥梁缆索断丝缺陷漏磁场分析有限元模型,分析了断口处钢丝表面及空气中的漏磁场分布规律,计算了空气层中漏磁场的强度,为微磁探伤技术的应用提供了理论依据;搭建了基于微磁原理的缆索断丝检测试验平台,采用三维磁阻式传感器对缺陷缆索的模拟试件进行了探伤实验,试验结果证实了缆索钢丝中剩磁场的存在及断丝处漏磁场的可检性,分析了不同断丝数量及不同断丝位置的漏磁信号特征,验证了理论分析的正确性及微磁检测方法的可行性;基于微磁原理的缆索断丝无损检测系统,可省略笨重的激磁单元,为实现检测装置的节能化与轻量化设计提供了科学依据。

钕铁硼磁钢微磁检测方法及试验研究

针对稀土永磁铷铁硼材料中存在的裂纹和表面刻痕等缺陷,提出了一种在地磁场环境下的微磁检测方法。设计研制了永磁铷铁硼缺陷的自动化检测装置,提出了有效的检测算法。能够根据曲线趋势判断缺陷;用自制的高精度微磁传感器和检测平台进行了试验。结果表明:自制的高精度微磁传感器可检测出未被充磁的钕铁硼磁钢的最小缺陷深度1 mm的槽,具有良好的工程实用价值。

带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术

本研究基于微磁无损检测技术,以预制腐蚀缺陷的带包覆层管道为研究对象,分析微磁无损检测技术对于带包覆层管道检测的可行性。首先验证了缺陷大小对检测结果的影响,然后建立了包覆层厚度对磁场强度衰减的影响模型,并利用试验验证了该模型的准确性。研究证明了微磁无损检测技术应用于管道检测的优势,为带包覆层管道腐蚀缺陷的微磁检测技术工程实用奠定了基础。

双金属复合管缺陷微磁检测技术研究

为了将微磁检测技术更好地应用于双金属复合管的缺陷检测,针对双金属复合管结构的特殊性,提出了一种新型微磁检测技术。以人工预制腐蚀缺陷的双金属管为研究对象,采用自主研发的微磁检测仪,对复合管管体及焊缝腐蚀缺陷进行检测。研究结果验证了微磁检测技术在复合管管体及焊缝缺陷检测中的可行性,同时针对焊缝缺陷,将采集到的信号剔点、差分放大及滤波处理后,微磁检测技术仍有较好的检测效果。

2205双相不锈钢拉伸变形中微磁检测研究

研究了双相不锈钢在拉伸过程中应变量与微磁信号的变化关系,分析了双相不锈钢变形状态下马氏体相变量以及微观组织变化特征。结果表明,2205双相不锈钢在拉伸变形时微磁信号随拉伸力的增大而增强,并且部分奥氏体转变为马氏体。

微磁检测在火车轮轮对检测中的应用研究

针对火车轮内部缺陷,提出了一种基于地磁场环境下的无损检测方法。首先理论分析微磁检测应用于火车轮轮对内部缺陷的可行性,然后根据火车轮外观尺寸设计火车轮微磁检测系统,最后通过检测预制人工孔洞缺陷的火车轮试块完成微磁检测的试验部分。研究采用阈值法处理磁梯度检测信号,数据分析结果验证微磁检测对火车轮内部缺陷检测的可行性。试验结果表明:试件中孔洞缺陷直径一定时,埋藏深度越深,缺陷引起的磁感应强度相对变化量越小,而当孔洞缺陷埋深一定时,孔洞缺陷直径越大,缺陷引起的磁感应强度相对变化量也同样会越小,但磁场的异常区域越大;采用阈值法可有效识别缺陷,并实现缺陷微磁检测的可视化。

微磁检测应力和塑性区的磁弹塑耦合理论

金属磁记忆微磁检测方法,利用铁磁材料局部磁性状态的变化,进行应力集中或塑性区域位置及程度的检测与评价.面向微磁信号的定量理论分析可对其工程领域应用提供重要指导.本文介绍铁磁材料微弱环境磁场下的磁弹塑性本构进展,及其在微磁信号分析方面的应用.力磁本构关系方面,针对微磁检测弱磁化条件,基于有效场理论构建了受弹塑性载荷铁磁材料的理想磁化本构的显式解析式,并结合接近原理分析了恒定外加微弱磁场下应力-应变对材料磁化强度的影响.检测信号分析方面,基于弹性力学理论、静磁学理论和新建立的磁弹塑性本构关系,建立并求解了微弱磁场下铁磁试件中弹性应力或塑性区诱导的表面磁信号的二维分析模型.结合实验结果证实其在刻画弹塑性因素对微磁信号影响规律方面的能力,并详细分析了微磁信号的特征量与局部弹性应力或塑性区的尺寸间的相关关系.相比已有力磁本构关系,本文建立的显式解析形式的理想磁化更加简洁,有助于提升对力磁耦合效应的定量化理解和应用.

钕铁硼磁体表面裂纹缺陷的微磁检测方法研究

针对钕铁硼磁体表面裂纹检测缺乏有效的无损检测方法,该文提出一种基于地磁场环境下的微磁检测技术。采用自主研发的高精度磁通门传感器对钕铁硼磁体表面的磁感应强度进行测量,当磁体表面存在裂纹缺陷时,磁感应强度产生异常变化,并利用磁梯度算法对磁异常信号进行放大处理,使裂纹缺陷定位更加精确。最终通过RGB云图将裂纹位置直观显示出来。

微磁检测技术在承压类特种设备焊接接头近表面缺陷检测中的运用

焊接接头是承压设备中最薄弱的环节,其质量的好坏由各种因素共同决定,容易产生各种不同类型的缺陷。常规的检测方法对于近表面不开口缺陷灵敏度较差,这类缺陷也是工程人员较为头疼的问题之一。本文作者采用微磁检测新技术对承压设备焊接接头进行检测研究,结果表明,微磁检测技术对于这类近表面缺陷具有较高的检出率,是一种值得推广使用的检测新技术。

国家重点研发计划“非铁磁性材料脉冲涡流与微磁检测关键技术研究及仪器研制”课题研讨会召开

本刊讯据中国特种设备检测研究院消息:7月26日,在中国特种设备检测研究院顺义实验基地召开了'非铁磁性材料脉冲涡流与微磁检测关键技术研究及仪器研制(2017YFF0209701)'课题研讨会,会议由华中科技大学机械科学与工程学院主办,中国特种设备检测研究院承办。

304奥氏体不锈钢静载拉伸的微磁检测实验研究

奥氏体不锈钢是常用的冲压材料，在使用过程中极易产生裂纹等缺陷，严重影响到其使用性能，对奥氏体不锈钢构件中缺陷的检测显得十分必要。以304奥氏体不锈钢为研究对象，通过利用微磁检测方法研究奥氏体不锈钢在拉伸过程中的力一磁特性变化，利用X射线衍射仪分析物相变化。结果表明，奥氏体不锈钢在拉伸变形后材料内部奥氏体组织部分转变为马氏体从而表现出磁性，可以根据材料中塑性变形量与材料微磁信号特征的关系对奥氏体不锈钢损伤程度进行早期诊断和评估。

45钢表面硬化层深度的高鲁棒性微磁定量预测方法

考虑多功能微磁检测系统对微磁参量的重复测试性能,研究利用系统对45钢表面硬化层深度进行高鲁棒性定量预测的方法。首先,利用测试数据的变异系数β统计方法,定量评价了系统对41项微磁参量的重复测试能力,结合指标β和微磁参量对硬化层深度的敏感性指标S,对微磁参量进行了筛选;其次,融合多项微磁参量建立了硬化层深度的前馈神经网络定量预测模型,提出了改善模型鲁棒性的建模策略及鲁棒性评价方法;最后,讨论了输入节点逐项剔除和有条件保留规则对模型鲁棒性的影响规律。与传统建模方法相比,利用规则剔除微磁参量项数为8时,模型的MAE均值和MAE值小于5%的模型数量P分别下降约68.8%和增加约150%,表明提出的建模策略可以有效改善仪器在45钢表面硬化层深度定量预测过程中的鲁棒性。

基于微磁的连续油管在线检测技术

连续油管作业技术已经在钻井、完井、防砂、试油、采油、修井、测井等井下作业领域得到了广泛应用,在线缺陷检测对于保证连续油管安全运行意义重大。为此,将微磁检测技术引入到连续油管管体的缺陷检测,采用电涡流检测技术来测量油管椭圆度,并建立了油管缺陷的微磁检测等效磁导率计算模型、推导了5个参数计算油管椭圆度的方法。在此基础上研制了连续油管电磁检测系统样机,通过微磁检测装置上均匀安装的6个磁通门测磁传感器和用于椭圆度测量的6个电涡流传感器,获得6个所测量油管在圆周上的距离数据,把第6个涡流传感器用于对椭圆度测量结果进行校验。实验结果表明,该检测仪器的检测速度可达1m/s,缺陷分辨率为0.1mm,椭圆度检测精度高达1%;可对连续油管使用过程中常见的腐蚀、裂纹缺陷和椭圆度缺陷同时进行检测,检测速度快、效率高、稳定可靠。该项成果为连续油管的快速检测应用提供了技术保障。

基于微磁的连续管电磁检测技术研究

微磁检测技术是一种无需外界磁化、无需退磁,利用缺陷自身产生的漏磁场进行无损检测的新技术。根据连续管在线检测要求,基于微磁检测技术和电涡流检测技术,研制了连续管电磁检测仪器样机,对连续管使用过程中常见的腐蚀、裂纹缺陷和椭圆度缺陷共同进行了检测。分析了连续管微磁检测的原理,建立了微磁检测等效磁导率模型,设计了椭圆度检测的算法,利用第6个传感器对测量结果进行了优化及校验。样机的现场试验结果表明,检测仪器的缺陷分辨率为0.1 mm,检测速度可达1 m/s,椭圆度检测精度高达1%,检测效率高、速度快,性能稳定可靠。

钢丝绳缺陷的微磁无损检测技术研究

为了探讨微磁检测技术在钢丝绳无损探伤领域的应用，采用有限元法，分析了无外加磁场激励状态下利用钢丝绳自身剩余磁场实现断丝缺陷检测的可行性。计算了钢丝绳缺陷处及周围空气中的漏磁场强度、分布规律及可测性；论述了地磁场的影响，为微磁检测技术提供了理论依据。通过对钢丝绳微磁检测方法的实验研究，得出了不同断丝状态下漏磁场的检测结果及变化规律。给出了钢丝绳金属截面损失与检测系统输出量的函数关系，验证了微磁无损探伤技术的可行性与可靠性。

高频感应淬火45钢强度与硬化层深度的微磁无损检测

研究利用微磁检测方法对高频感应淬火45钢的力学指标(屈服/抗拉强度、硬化层深度)进行无损定量检测。首先,利用商用3MA-II型微磁检测仪器对淬硬杆件进行总计25项微磁参量测量,并通过拉伸和维氏硬度测试法分别测定试件的屈服强度、抗拉强度和硬化层深度;其次,利用皮尔逊相关系数统计法,分析筛选得到对力学指标敏感的微磁参量;最后,构建多元线性回归模型,利用微磁参量对3项力学指标进行定量预测。研究结果表明:微磁方法可以很好地对力学指标进行定量检测,模型对屈服强度、抗拉强度和硬化层深度预测结果的均方根误差分别为0.64 MPa、1.42 MPa和9μm。研究方法与结论可为力学指标的微磁无损检测提供借鉴。

基于微磁理论的镀层工件裂纹检测仪

以具有镀层的铁磁零部件的裂纹检测为背景,阐述了微磁裂纹检测仪的主要原理、裂纹特征二次梯度提取及裂纹检测的实现。