【文章內(nèi)容簡介】 磁 檢測信號進行去噪實驗 ,同時將巨磁阻傳感器應用于漏磁檢測系統(tǒng) ,研制了適用于輸油、輸氣管道專用漏磁檢測傳感器 。中原油田鉆井機械儀器研究所開發(fā)出了抽油桿井口漏磁無損檢測裝置 。軍械工程學院研制的智能漏磁裂紋檢測儀 ,能對鋼質(zhì)構(gòu)件的表面和內(nèi)部的裂紋進行定量檢測 。中國科學院金屬研究所的蔡桂喜對磁粉和漏磁探傷對裂傷缺陷檢出能力進行了研究 ,用環(huán)電流模型計算了各種矩形槽形狀人工及自然缺陷產(chǎn)生的漏磁場 ,提出磁粉和漏磁兩種方法不適合開裂縫隙很窄的疲勞裂紋的檢測的結(jié)論。愛德森公司采用多信息融合技術(shù)研制成集渦流、漏磁、磁記憶 、低頻電磁場于一體的便攜式檢測儀器 ,該儀器能同時獲取多種檢測信號 ,適用于流動現(xiàn)場的檢測。 目前 ,由美國、英國、德國生產(chǎn)的產(chǎn)品幾乎壟斷著整個國際市場。近幾年 ,我國油田和無縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)主要從美國和德國引進一些大型的機電一體化檢測設(shè)備 ,如無縫管、抽油桿在線漏磁探傷 ,智能管道爬行器等。進口的設(shè)備價格較昂貴 ,如智能管道爬行器就需要上千萬人民幣。國內(nèi)生產(chǎn)的漏磁檢測設(shè)備相對較少 ,大部分國內(nèi)工礦企業(yè)主要采用進口的檢測設(shè)備進行檢測。漏磁檢測大量地應用于鋼廠 ,對鋼管、鋼棒、鋼構(gòu)、鋼胚、圓鋼、鋼纜的檢測 ,以 及儲罐底板、管材、棒材、長距離輸送和埋地管道、鋼絲繩、鐵軌及車輪的檢測等。 隨著現(xiàn)代科學、社會的進步 ,漏磁檢測技術(shù)有著愈來愈大的發(fā)展和應用空間 ,尤其是處于飛速發(fā)展的我國工業(yè)應用領(lǐng)域 ,隨著市場需求的進一步擴大和全民安全意識的提高 ,給漏磁檢測技術(shù)的發(fā)展及無損檢測工作者提供了一次難得的機遇和挑戰(zhàn)。 目前 ,漏磁檢測技術(shù)理論需要進一步研究開展的工作有 :漏磁場信號與缺陷特征之間的對應關(guān)系 。不同類型的缺陷漏磁場理論模型 ,復合材料的漏磁場形成機理研究等。 隨著現(xiàn)代各領(lǐng)域技術(shù)的相互交叉融入 ,各種技術(shù)相互促進 發(fā)展 ,漏磁檢測技術(shù)的應用研究也必將朝著更趨于成熟、完善的方向發(fā)展。其發(fā)展趨勢有以下幾個方面 :1)更高的處理速度 。2)高性能傳感器及智能傳感器 。3)傳器的智能化、小型化 。4)專家系統(tǒng)的融入 。5)多信息融合技術(shù) 。6)高可靠性和穩(wěn)定性 。7)界面更為友好直觀 。8)操作更為簡易、快捷 。9)在線、離線檢測的機電一體化 。10)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融入 。11)在役設(shè)備檢測信息管理跟蹤分析的研究。 沈陽化工學院學士學位論文 題目 : 漏磁無損檢測速度效應仿真研究 漏磁檢測的 基本原理 漏磁檢測是針對管道鋼管這類高磁導率的鐵磁性材料被磁化后 在有缺陷處磁力線發(fā)生彎曲變形并且有一部分磁力線泄露出缺陷表面利用磁敏元件傳感器檢測該泄露磁場從而可判斷缺陷存在與否如圖 21 所示在這里鐵磁性材料的磁化強度和泄漏的磁力線強弱直接相關(guān)在外磁場作用下鐵磁性材料的磁感應強度 B 與磁場化強度 H關(guān)系為 B=μ H由于材料導磁率μ也是一個隨磁場強度 H 變化的量 ,所以 B 隨 H變化不是一個線性關(guān)系而呈現(xiàn)出一個非線性變化的磁化曲線（如圖 22 中曲線 2 所示）管道被永久磁鐵或勵磁線圈磁化符合該曲線的磁化規(guī)律通常該曲線分成三個區(qū)域 第 1 區(qū)域內(nèi) B隨 H的增加而急劇上升曲線陡直 第 2 區(qū)域內(nèi) B隨 H的增加而上升的速率變慢曲線平緩 第 3 區(qū)域內(nèi) B隨 H的增加趨于水平磁感應強度較快地進入飽和狀態(tài) 磁性無損檢測 技術(shù) 磁性無損檢測通過測量特征磁場 ,對鐵磁性原材料、半成品、成品零部件、在用零部件的結(jié)構(gòu)、幾何形狀、物理性能、化學成分等進行測定 ,或?qū)υO(shè)備構(gòu)件間幾何關(guān)系和運動特征等進行測量 .其主要依據(jù)是 ,裂紋或其它缺陷以及內(nèi)應力等因素對鐵磁性材料 (鋼、鐵和其它鐵合金等 )的內(nèi)在性質(zhì)或磁化狀態(tài)有影響 . 磁性無損檢測是以磁場為媒介將被測物理量或狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可測量的磁場信號 ,再由沈陽化工學院學士學位論文 題目 : 漏磁無損檢測速度效應仿真研究 磁電轉(zhuǎn)換器件或傳感器變換成對應的電信號 ,然后進行所需要的分析和處理 .磁性檢測主要指對材料磁性特性和磁路磁特性進行檢測、測量或評估 .因此 ,形成磁場信號和測量磁場信號是該檢測技術(shù)的兩個基本部分 ,分析處理電信號是其核心 ,而新材料、新元件、新原理和基于計算機的信息處理技術(shù)的綜合應用是這一技術(shù)的顯著特點 . 從磁場信號的形成來看 ,磁性無損檢測主要采用的方法是有源磁場檢測法 (ＡｃｔｉｖｅＦｉｅｌｄＴｅｓｔｉｎｇ簡稱ＡＦＴ ) ,ＡＦＴ法通過磁源磁化被測對象 (鐵磁性材料 )產(chǎn)生磁場信號 ,并同時測量這一信號 .因此 ,ＡＦＴ法主要由兩部分組成 ,一部分為磁化鐵磁性材料的磁化裝置 ,稱為勵磁器 ,另一部分為磁場信號的測量裝置 ,稱為檢測探頭或探頭組 . 根據(jù)勵磁器中磁源的不同 ,勵磁器可采用交變磁場磁化方式和恒定磁場磁化方式 ,其中恒定磁場源有直流有源磁源 (如直流電磁鐵 )和永久磁鐵兩種 .由于集膚效應 ,交變磁場磁化時磁力線將集中于被檢材料的表面 ,因而對材料表面或近表面的狀態(tài)具有較高的檢測靈敏度 ,深層狀態(tài)則不能檢測 .使用中交變磁場的頻率通常在幾千赫茲以內(nèi) ,頻率越低 ,磁場 的穿透能力越強 ,被檢測深度也越深 .交變磁場磁化后鐵磁性材料中不會產(chǎn)生剩磁 ,所以檢測后材料不需要進行退磁處理 .恒定磁場磁化時 ,內(nèi)、外部狀態(tài)的可檢測性與磁化強度直接相關(guān) ,磁場越強 ,磁場信號相應增強 ,至飽和磁化后趨于恒定 .有些場合 ,材料被檢測后必須進行退磁處理。 磁性無損檢測技術(shù)近年來有較大的發(fā)展 .現(xiàn)已被成功地應用于鋼絲繩、鋼管、鋼板、鋼絲繩運輸皮帶及鏈條等在役零部件的檢測及其產(chǎn)品生產(chǎn)過程中質(zhì)量的檢測 ,它涉及冶金、礦山、油田、建筑、旅游等眾多行業(yè) . 隨著磁場可視化技術(shù)的研 究 ,現(xiàn)代磁測量技術(shù) ,如磁成像即磁性ＣＴ技術(shù)不僅應用在工業(yè)領(lǐng)域中分析顯示鐵磁性構(gòu)件的幾何尺寸、缺陷的大小、位置和形狀等 ,而且也廣泛應用在磁醫(yī)學診斷等領(lǐng)域 . 隨著新材料、新機理的研究 ,作為新型電磁功能材料的典型代表 ——— 非晶態(tài)合金材料 ,其敏感機理及性能正在逐步被人們認識和掌握 ,新型效應正在不斷被發(fā)現(xiàn)和利用 ,新研制的非晶態(tài)合金磁傳感器正在得到越來越多的應用 . 隨著電子技術(shù)、人工智能和計算機技術(shù)等現(xiàn)代高科學技術(shù)的綜合研究 ,磁性無損檢測技術(shù)正由定性檢測向定量檢測方向發(fā)展 .逐步減少 人為因素的影響 ,充分利用計算機技術(shù)對缺陷進行檢測和分析 ,使缺陷測量的精度、分辨力等得到提高 ,從而實沈陽化工學院學士學位論文 題目 : 漏磁無損檢測速度效應仿真研究 現(xiàn)缺陷檢測信號的自動、準確、定量識別與評估 ,開拓無損檢測新的原理、方法和技術(shù) . 工業(yè)管道無損檢測 技術(shù) 工業(yè)管道廣泛應用于石油、化工、冶金、制藥、能源和環(huán)保等行業(yè) ,擔負著高溫、高壓、易燃、易爆和有毒等介質(zhì)的輸送任務(wù) ,一旦發(fā)生泄漏或爆炸 ,有可能導致災難性的事故。為保證壓力管道的安全運行 ,1996 年原勞動部頒布了《壓力管道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》 ,正式將工業(yè)管道列入監(jiān)察范圍 ,對有效防止工業(yè)管道的破 壞事故發(fā)揮了巨大作用。工業(yè)管道是用于輸送工業(yè)介質(zhì)的管道、公用工程管道及其它輔助管道。工業(yè)管道種類繁多 ,涉及各個行業(yè)和領(lǐng)域 ,其走向錯綜復雜 ,使用和運行條件也各不相同。施工及驗收規(guī)范除國家標準ＧＢ 50235— 1997《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》和ＧＢ 50236— 1998《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范》外 ,許多行業(yè)都制訂了行業(yè)標準 ,如ＳＨ 3501《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范》、ＤＬ 5007《電力建設(shè)施工及驗收技術(shù)規(guī)范火力發(fā)電廠焊接篇》及ＨＧ 20225《化工金屬管道工程施工及驗收 規(guī)范》等。由于行業(yè)施工技術(shù)發(fā)展受行業(yè)特點的約束 ,各行業(yè)標準的技術(shù)要求差別較大 ,形成了目前工業(yè)管道施工技術(shù)標準一時難以統(tǒng)一的現(xiàn)狀。 工業(yè)管道的施工驗收及在用檢驗根據(jù)管道的級 (類 )別 ,要求也各不相同。工業(yè)管道的分級 (類 )通常根據(jù)管道具體使用條件 (如溫度、材料、介質(zhì)、壓力和環(huán)境等因素 )以及管道失效或破壞后果等因素進行分類。國家質(zhì)量監(jiān)督行政部門頒布的設(shè)計、安裝及在用檢驗的規(guī)范性文件中 ,通常將工業(yè)管道分為ＧＣ 1,ＧＣ 2和ＧＣ 3三級。 工業(yè)管道的失效不僅與工業(yè)管道內(nèi)外部制造和安裝缺陷、表面腐蝕以及材料累 積損傷有關(guān) ,而且與管道的支吊架、閥門、法蘭等管道元件的自身質(zhì)量和安裝質(zhì)量有關(guān)。下面根據(jù)工業(yè)管道 (主要是金屬管道 )安裝和使用的特點 ,綜述在不同階段采用的無損檢測技術(shù)的特點。 鋼管與管道檢測系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu) 管道上的缺陷存在管道的內(nèi)壁或外壁上管道的磁化方式和探頭傳感器的放 置也不一樣其檢測設(shè)備常見有兩種結(jié)構(gòu) 一種是磁化和探頭傳感器都在管道的外表面，鋼管中缺陷處磁導率遠小于鋼管的磁導率當鋼管這種鐵磁性材料以流水線方式進入鋼管探測線快速穿過檢測區(qū)時將受到直流線圈產(chǎn)生橫向和縱向磁場的磁化若鋼管無缺陷 磁力線絕大部分通過鋼管此時沈陽化工學院學士學位論文 題目 : 漏磁無損檢測速度效應仿真研究 磁力線均勻分布若鋼管有缺陷磁力線發(fā)生彎曲并且有一部分磁力線泄露出鋼管表面利用橫向和縱向探頭線圈（傳感器）檢測鋼管表面逸出的漏磁場然后依據(jù)法拉第電磁感應定律漏磁場轉(zhuǎn)化為缺陷信號 (探頭內(nèi)檢測線圈產(chǎn)生的感應電壓 )經(jīng)過對缺陷信號進一步的處理和分析從而可判斷缺陷存在與否及缺陷有關(guān)的尺寸參數(shù)依據(jù)漏磁場產(chǎn)生原理該種方式檢測中使用橫向和縱向兩套檢測設(shè)備橫向探頭傳感器主要檢測沿鋼管圓周方向分布的缺陷（缺陷的寬度方向）縱向探頭傳感器主 要檢測沿鋼管軸向分布的缺陷（缺陷的長度方向） 鋼管的輸入輸 出和分選傳送線由可編程序控制器 PLC 控制能保證鋼管沿其軸線穿過檢測設(shè)備對有缺陷有疑問和要剔除的鋼管由計算機對采集信號分析處理判別后發(fā)送指令給 PLC PLC控制生產(chǎn)線上的執(zhí)行機構(gòu)產(chǎn)生相應動作定位驅(qū)動分別由 V型拖輥和與托輥相連的同步電機來保證夾緊裝置由計算機自動或控制面板手動輸出開關(guān)量控制液壓電磁閥動作這樣能保證鋼管基本勻速通過檢測機構(gòu)克服接箍的顛動鋼管的跳動和旋轉(zhuǎn)的徑向磁化器對鋼管的強烈吸引探測線上設(shè)有缺陷標記裝置由計算機對大量采集數(shù)據(jù)跟蹤和對缺陷信號進行分析和分類判別后輸出指令給打標控制板打標控制板控制噴標 機構(gòu)在鋼管缺陷信號處噴打不同類別的標志 第 3 章 電磁場有限元分析 電磁場基本理論 麥克斯韋方程 電磁場理論由一套麥克斯韋方澀組描述，分析和研究電磁場的出發(fā)點就是對麥克斯韋方程組的研究，包括這個方程的求解與實驗驗證。麥克斯韋方程組實際上是出四個定律組成，它們分別是安培環(huán)路定律、法拉第電磁感應定律、高斯電通定律 (亦簡稱高斯定律 )和高斯磁通定律 (亦稱磁通連續(xù)性定律 )。 安