摘 要:通過(guò)仿真優(yōu)化與試驗(yàn),研制了一套用于承壓類(lèi)管道內(nèi)壁損傷檢測(cè)的系統(tǒng),系統(tǒng)由低頻 電磁傳感器模塊、信號(hào)發(fā)生模塊、功率放大模塊以及信號(hào)調(diào)理模塊構(gòu)成。通過(guò)低頻電磁傳感器磁化 管道并采集管道的電磁信號(hào),由信號(hào)發(fā)生和功率放大模塊完成對(duì)激勵(lì)線(xiàn)圈的勵(lì)磁,信號(hào)調(diào)理模塊完 成數(shù)據(jù)放大和濾波,最終實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)部缺陷檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該低頻電磁檢測(cè)系統(tǒng)靈敏度高, 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)直徑為152mm,厚度為16mm,埋深為12.8mm 的304不銹鋼承壓管道內(nèi)部缺陷的有 效檢測(cè),且其最佳檢測(cè)頻率為100Hz~200Hz。

關(guān)鍵詞:多通道檢測(cè)系統(tǒng);管道缺陷;低頻電磁;內(nèi)外壁損傷 

中圖分類(lèi)號(hào):TH878;TG115.28                           文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A                            文章編號(hào):1000-6656(2022)09-0045-07

承壓類(lèi)管道是重要的氣體、液體運(yùn)輸工具。截 止目前,我國(guó)現(xiàn)有的原油管道長(zhǎng)度達(dá)到6.5萬(wàn)千米, 天然氣管道總長(zhǎng)度達(dá)到10.4萬(wàn)千米。按照國(guó)家相 關(guān)部門(mén)發(fā)布的文件顯示,到2025年底,國(guó)內(nèi)的油氣 管道總長(zhǎng)度將達(dá)到約24萬(wàn)千米,形成一個(gè)龐大的管 道運(yùn)輸網(wǎng)[1]。管道系統(tǒng)的可靠性和有效性常常受到 腐蝕、磨蝕、沉積、阻塞等降解因素的影響[2]。為了 能夠確保管道的安全運(yùn)行,對(duì)管道進(jìn)行檢測(cè)是最基 本的要求,檢測(cè)方法包括低頻電磁漏磁檢測(cè)、射線(xiàn)檢 測(cè)、渦流檢測(cè)、超聲檢測(cè)等[3-7]。汪磊等[8]研究了常 規(guī)超聲使用的單晶探頭,發(fā)現(xiàn)其聲束發(fā)射角度單一, 不能有效識(shí)別出壓力容器內(nèi)表面的點(diǎn)腐蝕缺陷,且 只能從波形中識(shí)別出較深點(diǎn)腐蝕缺陷的位置,不能 確定缺陷類(lèi)型,容易導(dǎo)致漏檢。黃學(xué)斌[9]采用紅外熱像檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)氨制冷壓力管道缺陷,根據(jù)管道 內(nèi)部溫度場(chǎng)的不同來(lái)檢測(cè)內(nèi)腐蝕缺陷,然而,影響溫 度場(chǎng)的因素眾多,且該檢測(cè)要求苛刻,實(shí)際應(yīng)用范圍 不大。唐飛陽(yáng)亮等[10]在檢測(cè)鍋爐水冷壁管結(jié)構(gòu)件 時(shí),為提高點(diǎn)腐蝕型缺陷的檢測(cè)成功率,采用了數(shù)字 射線(xiàn)檢測(cè)方法,但該方法對(duì)于腐蝕面積型缺陷的檢 測(cè)靈敏度較低,適用范圍有一定的限制。岳庚新[11] 采用放置式渦流傳感器來(lái)檢測(cè)表面有涂層的管道內(nèi) 部缺陷,發(fā)現(xiàn)無(wú)法對(duì)涂層厚度大于2.5 mm 的內(nèi)部 缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)?？梢钥闯?上述檢測(cè)方法都有 其自身的檢測(cè)優(yōu)點(diǎn),但也有明顯的局限性,尤其對(duì)于 表面存在涂層的管道類(lèi)設(shè)備的缺陷檢測(cè)還存在不 足。因此,研制一種使用方便,穿透性強(qiáng)的高精度檢 測(cè)儀,實(shí)現(xiàn)對(duì)表面存在涂層的管道類(lèi)設(shè)備缺陷的檢 測(cè),具有十分重要的意義[12]。 

文章基于低頻電磁檢測(cè)基本原理,通過(guò)優(yōu)化傳 感器結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的控制、數(shù)據(jù)放大及濾波處 理等功能。研制的承壓類(lèi)管道缺陷低頻電磁檢測(cè)系 統(tǒng),在低磁導(dǎo)率、檢測(cè)頻率為100~200 Hz的情況 下,實(shí)現(xiàn)了對(duì)直徑為152mm,厚度為16mm,埋深 為12.8mm 的304不銹鋼材料承壓管道缺陷的有 效檢測(cè)。

1 低頻電磁檢測(cè)原理 

低頻電磁檢測(cè)原理為使用強(qiáng)磁場(chǎng)磁化待測(cè)試件 直至試件磁飽和,當(dāng)試件內(nèi)部存在缺陷時(shí),試件內(nèi)部 磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生泄漏,對(duì)拾取的漏磁場(chǎng)強(qiáng)度及相位進(jìn)行 分析,可以得到缺陷的相關(guān)特征,再進(jìn)一步對(duì)拾取數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的量化。 低

頻電磁傳感器如圖1所示,傳感器采用磁芯 及纏繞在磁芯上的激勵(lì)線(xiàn)圈作為勵(lì)磁裝置,纏繞在 銜芯上的多匝線(xiàn)圈作為漏磁場(chǎng)拾取裝置,高磁導(dǎo)率 的拱形金屬材料作為磁屏蔽裝置。激勵(lì)線(xiàn)圈在低頻 率正弦激勵(lì)激發(fā)下產(chǎn)生一個(gè)交變的原電磁場(chǎng),原電 磁場(chǎng)穿透待測(cè)試件,磁屏蔽層將磁芯下方的原電磁 場(chǎng)屏蔽,使得檢測(cè)線(xiàn)圈可以拾取到更為精準(zhǔn)的漏磁 場(chǎng)信號(hào),以便后續(xù)進(jìn)行缺陷特征提取。

2 試樣制備與試驗(yàn)方法 

影響傳感器檢測(cè)靈敏度的因素主要包括磁芯形 狀、磁芯尺寸(內(nèi)外半徑、厚度等)、檢測(cè)線(xiàn)圈參數(shù)(銜 芯尺寸、線(xiàn)圈匝數(shù)等),而要實(shí)現(xiàn)高靈敏度的低頻電 磁檢測(cè),需 要 對(duì) 傳 感 器 結(jié) 構(gòu) 進(jìn) 行 分 析 并 進(jìn) 行 參 數(shù)優(yōu)化。 

基于 COMSOL 仿真軟件,利用電磁場(chǎng)模塊,建 立了交流電磁場(chǎng)檢測(cè)模型(見(jiàn)圖2)。通過(guò)參數(shù)化掃 描功能改變參數(shù)并控制變量唯一,對(duì)上述影響傳感 器檢測(cè)靈敏度的因素逐個(gè)進(jìn)行分析,以此為后續(xù)的 低頻電磁檢測(cè)傳感器的設(shè)計(jì)提供參數(shù)指導(dǎo)。

2.1 磁芯參數(shù)仿真及優(yōu)化 

2.1.1 磁芯形狀

要想有效地磁化被測(cè)試件,磁芯必須能與被測(cè) 試件形成磁回路,文章采用的磁芯材料為鐵基納米 晶體,常用的磁芯形狀有 U 型和 C型兩種。圖3所 示為兩種磁芯的仿真模型,兩磁芯的尺寸相同,繞線(xiàn) 匝數(shù)為360匝,激勵(lì)線(xiàn)圈繞線(xiàn)位置為磁芯兩極。

對(duì)兩模型施加2A 的激勵(lì)電流,得到檢測(cè)信號(hào) 的仿真結(jié)果如圖4所示。由圖4(a)可知,對(duì)于相同 的缺陷深度,C型磁芯的檢測(cè)幅值稍高于 U 型磁芯 的;由圖4(b)可知,缺陷深度對(duì)兩種磁芯的檢測(cè)靈 敏度都有較大影響,但其影響趨勢(shì)相似,在缺陷深度 為2.4~8.4mm 時(shí),C 型磁芯傳感器的靈敏度稍高 于 U 型磁芯傳感器的靈敏度。

2.1.2 磁芯尺寸 

進(jìn)一步研究了 C型磁芯尺寸(主要包括磁芯內(nèi) 徑弧度θ、磁芯半徑 R 和磁芯厚度 W 等)對(duì)產(chǎn)生磁 場(chǎng)的影響,C型磁芯關(guān)鍵尺寸參數(shù)如圖5所示。

控制 磁 芯 半 徑 R 為 45 mm,磁 芯 厚 度 W 為 15mm 不變,在磁芯內(nèi)徑弧度為180°~260°,變化 步長(zhǎng)為 20°情況下,提取不同磁芯內(nèi)徑弧度產(chǎn)生的 磁感應(yīng)強(qiáng)度(見(jiàn)圖6)。由圖6可見(jiàn),磁芯內(nèi)徑弧度 的變化對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響較大,在內(nèi)徑弧度為180° 時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大。 

提取掃描基準(zhǔn)值、缺陷檢測(cè)峰值和基線(xiàn)最大偏 離量3個(gè)特征參數(shù),分別獲得了如圖7(a)所示的缺 陷檢測(cè)峰值隨磁芯內(nèi)徑弧度變化的曲線(xiàn),以及如圖7(b)所示的掃描基準(zhǔn)值及基準(zhǔn)線(xiàn)最大偏離值隨磁 芯內(nèi)徑弧度變化的曲線(xiàn)。

從圖7(a)可以看出,當(dāng)缺陷深度一定時(shí),磁芯 內(nèi)徑弧度越大,缺陷檢測(cè)峰值越小,即較小的磁芯內(nèi) 徑弧度有利于缺陷檢測(cè),但從圖7(b)可以看到此時(shí) 掃描基準(zhǔn)值和基準(zhǔn)線(xiàn)最大偏離值均較大,即此時(shí)的 掃描結(jié)果受背景磁場(chǎng)影響較大,基準(zhǔn)線(xiàn)水平較高,且 基線(xiàn)平穩(wěn)度較差,不利于缺陷檢測(cè)。3個(gè)參量之間 相互矛盾,無(wú)法直接給出最優(yōu)的磁芯內(nèi)徑弧度。因 此,文章將采用遺傳算法對(duì)磁芯內(nèi)徑弧度進(jìn)行優(yōu)化, 在算法中找出最優(yōu)解。 

進(jìn)一步,研究了磁芯半徑對(duì)磁化裝置磁化性能 的影響。設(shè) 置 磁 芯 內(nèi) 徑 弧 度 固 定 為 220°,厚 度 為 15mm,磁芯半徑以10 mm 的步長(zhǎng)在20~60 mm 間變化,得到了不同磁芯半徑下仿真磁感應(yīng)強(qiáng)度的 空間分布(見(jiàn)圖8)。由圖8可以看出,不同磁芯半 徑下磁感應(yīng)強(qiáng)度的空間分布曲線(xiàn)幾乎重疊,即磁芯 半徑對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的空間分布無(wú)明顯影響。因此, 在實(shí)際制作傳感器中,磁芯半徑可以根據(jù)成本等其 他因素設(shè)定。

對(duì)磁芯厚度對(duì)傳感器檢測(cè)性能的影響進(jìn)行了研 究。控制磁芯內(nèi)徑弧度為220°,半徑為 45 mm 不 變,磁芯厚度以2mm 的步長(zhǎng)在4~12mm 間變化, 獲得了其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨磁芯厚度變化的分布曲線(xiàn) (見(jiàn)圖9)。由圖9可以看出,磁芯厚度從4 mm 增 加到12mm 的過(guò)程中,磁感應(yīng)強(qiáng)度也增大。

缺陷檢測(cè)峰值與掃描基準(zhǔn)值隨磁芯厚度變化的 曲線(xiàn)如圖10所示。從圖10可以看出,磁極寬度增 加,缺陷檢測(cè)峰值與無(wú)缺陷處的基準(zhǔn)值同步上升,二 者同時(shí)制約著磁芯厚度的選擇。文章也采用遺傳算 法對(duì)磁芯厚度進(jìn)行計(jì)算求取最優(yōu)解。

利用遺傳算法優(yōu)化磁芯內(nèi)徑弧度和磁芯厚度兩個(gè)參數(shù),遺傳算法重實(shí)數(shù)變量的可行域?yàn)閇10,130], 二進(jìn)制編碼的精度為 0.09634。當(dāng)閾值小于10 -3 時(shí),優(yōu)化過(guò)程結(jié)束。達(dá)到該條件的遺傳算法優(yōu)化收 斂圖如圖11所示。由于適應(yīng)度值達(dá)到0.0000195 時(shí)滿(mǎn)足收斂條件,根據(jù)優(yōu)化結(jié)果,該系統(tǒng)的最佳磁芯 內(nèi)徑弧度為220°,磁芯厚度為12mm。

2.2 檢測(cè)線(xiàn)圈優(yōu)化 

除了激勵(lì)磁芯的優(yōu)化設(shè)計(jì),檢測(cè)線(xiàn)圈的優(yōu)化設(shè) 計(jì)也是傳感器優(yōu)化的重要部分。根據(jù)法拉第電磁感 應(yīng)定律,對(duì)于一個(gè)匝數(shù)為 N 匝的線(xiàn)圈,不考慮線(xiàn)圈 間存在間隙,假設(shè)每匝穿過(guò)的磁通量相同,則線(xiàn)圈的 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E 為

式中:dΦ/dt為磁通量變化率;L 為電感系數(shù),di/dt 為電流關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。

由式(1)可以看出線(xiàn)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電感及 匝數(shù)呈線(xiàn)性關(guān)系,線(xiàn)圈匝數(shù)決定了線(xiàn)圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 的大小,但并不能一味地增加線(xiàn)圈匝數(shù)來(lái)獲得高阻 抗,相較于增加線(xiàn)圈匝數(shù),改變線(xiàn)圈電感更易提升檢 測(cè)線(xiàn)圈的阻抗值,電感為

式中:u0 為自由空間磁導(dǎo)率;ur 為鎳鐵合金銜芯的 相對(duì)磁導(dǎo)率;A 為檢測(cè)銜芯橫斷面積;lm 為對(duì)應(yīng)的 磁路長(zhǎng)度。

由式(2)可見(jiàn),影響檢測(cè)線(xiàn)圈檢測(cè)靈敏度的主要 因素為 銜 芯 尺 寸 (主 要 指 銜 芯 直 徑)及 檢 測(cè) 線(xiàn) 圈 匝數(shù)。 

2.2.1 檢測(cè)線(xiàn)圈銜芯直徑優(yōu)化 

檢測(cè)銜芯的直徑影響接收線(xiàn)圈的電感值,從而 影響到 傳 感 器 的 接 收 能 力。 在 繞 制 匝 數(shù) 相 同 的 80%Ni+20%Fe鎳鐵合金條件下,試驗(yàn)采用直徑 (D)為3.15 mm,3.65 mm,4.15 mm 的檢測(cè)銜芯, 對(duì)12mm 厚的304不銹鋼管道表面孔型缺陷進(jìn)行 檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果如圖12所示。

由圖12可以看出,檢測(cè)銜芯直徑不變,缺陷處檢測(cè)幅值與相位信號(hào)強(qiáng)度都隨著缺陷深度的增大而 逐漸增強(qiáng);在同一缺陷深度下,檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度隨檢測(cè) 銜芯直徑的增加呈現(xiàn)一定程度的衰減,且當(dāng)直徑為 3.15mm 時(shí),檢測(cè)靈敏度最高。

2.2.2 檢測(cè)線(xiàn)圈匝數(shù)優(yōu)化

增加檢測(cè)線(xiàn)圈匝數(shù)可以有效提高線(xiàn)圈感應(yīng)電動(dòng) 勢(shì)的大小,但同時(shí)也易增加檢測(cè)線(xiàn)圈的阻抗值。為 確定最優(yōu)的檢測(cè)線(xiàn)圈匝數(shù),選取線(xiàn)徑為0.06mm 的 漆包線(xiàn)在直徑為3.15mm 的檢測(cè)銜芯上分別繞制8 層(480 匝),10 層 (600 匝),12 層 (720 匝),再 對(duì) 12mm 厚的304不銹鋼管道表面孔型缺陷進(jìn)行檢 測(cè),檢測(cè)結(jié)果如圖13所示。 

由圖13可以看出,在相同檢測(cè)線(xiàn)圈匝數(shù)情況 下,缺陷處檢測(cè)幅值與相位信號(hào)強(qiáng)度隨著缺陷深度 的增大而逐漸增強(qiáng),在同一缺陷深度下,檢測(cè)信號(hào)強(qiáng) 度并不隨著檢測(cè)線(xiàn)圈匝數(shù)的增加對(duì)應(yīng)增強(qiáng);在繞滿(mǎn) 10層(600匝)時(shí)檢測(cè)信號(hào)較強(qiáng),考慮到線(xiàn)圈高度等 因素,應(yīng)選擇10層(600匝)的檢測(cè)線(xiàn)圈。

3 電磁檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及試驗(yàn) 

3.1 電磁檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

研制的承壓類(lèi)管道低頻電磁檢測(cè)系統(tǒng)主要由電 磁傳感器、信號(hào)發(fā)生模塊、功率放大模塊與信號(hào)調(diào)理 模塊構(gòu)成。

  3.1.1 電磁傳感器設(shè)計(jì)

電磁傳感器由激勵(lì)模塊、檢測(cè)模塊及外殼體組 成。前文已經(jīng)通過(guò) COMSOL仿真確定了磁芯及檢 測(cè)線(xiàn)圈的相關(guān)參數(shù),具體為采用 C 型鐵基納米晶體材料作為勵(lì)磁磁芯,磁芯內(nèi)徑弧度為220°,磁芯厚 度為12mm,激勵(lì)線(xiàn)圈纏繞在整個(gè)勵(lì)磁磁芯上,磁 屏蔽層采用高磁導(dǎo)率的坡莫合金,檢測(cè)線(xiàn)圈銜芯采 用內(nèi)徑為3.15mm 的80%Ni+20%Fe配比鎳鐵合 金,采用600匝的多匝線(xiàn)圈纏繞在銜芯上。

3.1.2 外圍模塊設(shè)計(jì)

在低頻電磁檢測(cè)系統(tǒng)中,激勵(lì)線(xiàn)圈由正弦信號(hào) 進(jìn)行激勵(lì),信號(hào)發(fā)生器工作流程如圖14所示,具體 為:單片機(jī)主控電路輸出一個(gè)高頻采樣脈沖,分頻芯 片對(duì)高頻脈沖信號(hào)進(jìn)行分頻,產(chǎn)生低頻脈沖;低頻脈 沖信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器后產(chǎn)生一個(gè)正弦信號(hào),作為 激勵(lì)源;然后在低頻信號(hào)中插入高頻脈沖,對(duì)低頻信 號(hào)進(jìn)行采樣。

功率放大模塊采用 PA60EU 功放芯片和 OP07 運(yùn)放芯片來(lái)放大單片機(jī)主控電路輸出的正弦信號(hào), 使正弦信號(hào)能夠作用于激勵(lì)線(xiàn)圈,從而產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng); 信號(hào)調(diào)理模塊主要通過(guò)反向低通濾波來(lái)放大電路, 濾除檢測(cè)線(xiàn)圈受環(huán)境干擾而產(chǎn)生的雜波。 

3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

按照承壓類(lèi)管道構(gòu)件電磁檢測(cè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì) 并加工了管道構(gòu)件檢測(cè)試塊,試塊材料為304不銹鋼,用 于 模 擬 承 壓 類(lèi) 管 道 構(gòu) 件,管 道 直 徑 為 152mm,厚度為16 mm。在管道中心位置處加工 直徑 為 5 mm,上 下 表 面 深 度 分 別 為 管 道 厚 度 的 20%,50%,60%,80%,100%的5個(gè)缺陷(見(jiàn)圖15, T 為厚度)。調(diào)整電磁傳感器的提離高度,開(kāi)展檢 測(cè)試驗(yàn),檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)如圖16所示。

3.2.1 表面缺陷檢測(cè)試驗(yàn) 

檢測(cè)系統(tǒng)激勵(lì)頻率為100~1000 Hz,步進(jìn)為 100Hz,驅(qū)動(dòng)電流為5A,對(duì)厚度為16mm 管道構(gòu) 件表面腐蝕缺陷進(jìn)行檢測(cè),勻速滑動(dòng)傳感器對(duì)管道 進(jìn)行掃查,進(jìn)一步提取檢測(cè)信號(hào),檢測(cè)結(jié)果如圖17 所示。

由圖17可知,檢測(cè)幅值及相位信號(hào)均隨著缺陷 深度增大整體呈現(xiàn)遞增趨勢(shì);對(duì)于直徑為5mm 的 缺陷,隨 頻 率 增 大 其 相 位 信 號(hào) 減 小,激 勵(lì) 頻 率 為100~500 Hz均可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的有效檢測(cè),且頻率 約為100Hz時(shí),幅值響應(yīng)及缺陷信號(hào)響應(yīng)最強(qiáng),檢 測(cè)效果最好。

3.2.2 埋深缺陷檢測(cè)試驗(yàn) 

檢測(cè)系統(tǒng)的激勵(lì)頻率為100~400 Hz,步進(jìn)為 100Hz,驅(qū)動(dòng)電流為5A,對(duì)16mm 厚的管道構(gòu)件 內(nèi)部腐蝕缺陷進(jìn)行檢測(cè),勻速滑動(dòng)傳感器對(duì)管道進(jìn) 行掃查,提取檢測(cè)信號(hào),檢測(cè)結(jié)果如圖18所示。

由圖18可知,當(dāng)管道厚度為16mm 時(shí),隨著缺 陷埋深增加,檢測(cè)電壓幅值與相位均呈下降趨勢(shì);采 用100~300 Hz輸入信號(hào)激勵(lì)時(shí),埋深為9.6mm 以下缺陷的幅值與相位均有明顯變化,說(shuō)明該系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)埋深為9.6mm 以下缺陷的檢出,但對(duì) 于埋 深 為 12.8 mm 左 右 的 缺 陷,僅 在 頻 率 為 100~200Hz時(shí),采集到的幅值與相位差明顯,可以 實(shí)現(xiàn)缺陷檢出。 

3.3 檢測(cè)結(jié)果 

采用研制的承壓類(lèi)管道低頻電磁檢測(cè)系統(tǒng),對(duì) 不同參數(shù)的缺陷開(kāi)展了試驗(yàn)研究,分析了激勵(lì)頻率 對(duì)低頻電磁檢測(cè)信號(hào)的影響,獲得了如下結(jié)果。 

(1)對(duì)304不銹鋼管道而言,增大激勵(lì)頻率,檢 測(cè)信號(hào)幅值整體上呈現(xiàn)遞增趨勢(shì),檢測(cè)相位信號(hào)呈 現(xiàn)先遞減再遞增趨勢(shì),激勵(lì)頻率為500~600Hz時(shí), 檢測(cè)信 號(hào) 無(wú) 法 有 效 表 征 缺 陷,最 佳 檢 測(cè) 頻 率 為 100~200Hz。

(2)分析了裂紋缺陷的檢測(cè)信息,發(fā)現(xiàn)缺陷處 檢測(cè)幅值及相位信號(hào)強(qiáng)度隨著缺陷深度的增加而增 強(qiáng);隨著缺陷埋深的增大,檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度嚴(yán)重衰減, 不利于缺陷的有效表征。

(3)研制的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)304不銹鋼的穿透深度 可達(dá)16mm,對(duì)5mm 寬圓形缺陷的有效檢測(cè)深度 達(dá)管道厚度的60%,系統(tǒng)功能完整,性能良好。

4 結(jié)語(yǔ) 

設(shè)計(jì)研制了承壓類(lèi)管道低頻電磁檢測(cè)系統(tǒng),利 用仿真對(duì)比試驗(yàn)完善了低頻電磁傳感器的內(nèi)部結(jié) 構(gòu)。試驗(yàn)表明,該系統(tǒng)對(duì)于管道的最佳檢測(cè)頻率為 100~200 Hz,可 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 直 徑 為 152mm,厚 度 為 16mm,埋深為12.8mm 的304不銹鋼管道內(nèi)部缺 陷的有效檢測(cè)。該系統(tǒng)靈敏度高、穿透性強(qiáng),體積 小,在承壓管道內(nèi)部損傷無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域具有較好的 應(yīng)用前景。

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<文章來(lái)源>材料與測(cè)試網(wǎng) > 期刊論文 > 無(wú)損檢測(cè) > 44卷 > 9期 (pp:45-51)>