无损检测论文 1、参数设置对磁记忆技术判断缺陷灵敏度的影响

参数设置对磁记忆技术判断缺陷灵敏度的影

响

摘要研究了提离值b和记录数据间隔s对磁记忆技术判断缺陷灵敏度的影响。结果表明：垂直于缺陷主平面检测时，b为0~10mm时，磁场强度H p(y)随b值增大下降较为明显，磁场梯度K值成线性下降；b>10mm 时，H p(y)和K随b增大均下降较小。对于磁信号异常较为明显的部位，本试验中可最大在距其55mm远的距离检测到信号异常。为得到较高的灵敏度，提高检测准确度，在不损伤探头的前提下，应尽量减小b值。s大小对磁记忆信号影响较小，但也不可太大。

关键词磁记忆检测信号；提离值；记录数据间隔

1 引言

自1998年俄罗斯学者Dubov[1]将磁记忆技术介绍入中国以后，该技术受到了各个领域研究人员的广泛关注[2]。该技术检测时不需要施加外磁场，检测信号相对较弱，因此，对其检测过程中的影响因素要有充分了解。提离较大时，所获得磁信号降低，会降低检测灵敏度。同时，磁记忆技术检测时不需要打磨构件表面，可以在未拆除保温层前进行检测，在保温层厚度的提离值下，若缺陷部位的磁信号仍可被检测到则可先对检测构件进行普查，根据磁记忆技术检查结果确定哪些部位拆除保温层，对提高检测速度和节约人力、物力有很大帮助。

本试验介绍了提离值与记录数据间隔对磁记忆信号判断缺陷灵敏度的影响。

2 试验

采用磁记忆检测仪对高压无缝气瓶进行检测，对其中标记为ga、gb和g3的信号异常较为明显的部位进行重点检查，经超声波复查这些磁信号异常部位存在小缺陷。磁记忆检测仪应用俄罗斯产TSC-1M-4型应力集中磁检测仪，1型和2型两种探头，1型探头有4个通道，其中第4个通道用于消除地磁场的影响，2型探头有2个通道。检测时根据信号异常区域选择探头型号。磁特征参数为磁场强度H p(y)和磁场梯度K，本试验中所给K值为检测信号异常部位的最大磁场梯度值。

由前期试验结果，可通过磁记忆信号特征判断缺陷的主平面[3]，据此，在平行和垂直于缺陷主平面两个方向进行检测。将不同厚度的木板置于检测部位上方以研究提离对磁信号的影响。

3 结果及讨论

3.1 s对磁记忆信号的影响

检测时固定提离值，调整记录数据的间距

s。图1所示为磁记忆仪检测gb缺陷时的磁

记忆信号(第二通道)，s=1，2，4和16mm。

由于人为操作原因，不同s值时缺陷处的Hp(y)

数值略有不同，但特征一致。由图1可见，

增大s值使得检测过程中记录数据较少，在磁

记忆信号变化剧烈的位置，数据过渡不平滑，

但这不会影响磁记忆信号分布较宽的缺陷的

甄别；但当缺陷距表面较远，产生磁记忆信号

图1 s值对gb处H p(y)的影响

弱且在表面分布范围较窄时，过大的s值将会

引起记录数据点偏少，引起漏检。

3.2 b对磁记忆信号的影响

磁记忆技术检测的是应力集中和缺陷在地磁场环境中形成的自有漏磁场，其信号较微弱。图2所示为垂直于ga缺陷主平面检测在不同b值下得到的磁记忆信号。检测时采用1型探头，

有三个通道采集磁信号，为便于对比，这里只给出第三个通道H p3(y)的信号。可见，b为1-2mm 时H p3(y)几乎相同，峰峰值在-500~1400A/m之间；随着提离值的增大下降较为明显，当提离值增大至4mm时，H p3 (y)峰峰值在-500~1100A/m，；当提离值增大到16mm时，H p3 (y)分布范围明显变小，在-200~300A/m之间。继续增大提离值，所得磁记忆信号较微弱，易于引起漏检。

图2 垂直于ga主平面检测时，b对Hp(y)的影响

平行于缺陷进行检测时，置于缺陷两侧的探头所测得的磁场强度有相对的极性，且变化趋势相反(见图3)，这种特点在检测沿焊缝方向的裂纹和未焊透缺陷时曾经观察到[3]。对比图3(a)和(b)可见，随b值增大H p(y)幅值降低，检测灵敏度降低。

图3 平行于ga主平面检测，b为2mm(a)和20mm(b)的Hp(y)沿检测位移的变化

g3为气瓶瓶体环向缺陷，沿轴向铺设不同厚度的木板及调节探头距检测表面的距离，测量了b为2-57mm时的磁记忆信号。如图4所示，当b<10mm时，K值几乎线性下降，由45下降至10；当b为10~20mm，K下降较为缓慢，由10下降为5；当b>20mm时，K随提离的增加降低缓慢。当提离值大于20mm时，缺陷处K值几乎无法与无缺陷部位的K相区分，故无法判断该部位是否存在缺陷。但置于缺陷两侧的通道所得H p1(y)和H p3(y)有相反的变化趋势，当b 增大到55mm时，磁场强度的这种变化规律才消失，继续增大b值将无法检测到缺陷。因此，对于信号异常较强的缺陷，b最大为55mm可判断该部位存在信号异常。但实际运用中，若存在埋藏缺陷，其自有漏磁信号要经过铁磁性材料才能穿出被检测到，铁磁性材料的磁导率要比空气的大的多，造成外部可检测到的磁信号较少，实际检测中如何尚需更细致的进行研究。

图 4 b对g3缺陷K的影响规律

沿垂直和平行于ga缺陷主平面检测的K值列于图4。垂直于缺陷主平面时，K值也呈现相似的规律；但平行于缺陷主平面检测时，K值在整个b值下军较小，随b值增大呈缓慢下降的趋势。

综上，要运用垂直和平行于缺陷主平面两个方向的磁信号特征参数来判断是否存在信号异常。

4 结论

研究了提离b和记录数据间隔s对磁特征参数的影响，主要结论有：

1) 磁特征参数随b值增大而降低。b<10mm时，磁特征参数随b增大降低明显；当b>10mm 时，降低较为缓慢。

2) 对磁信号异常变化较大的缺陷，根据Hp(y)沿检测位移变化特征和K数值大小在一定提离下进行检测。本试验中，最大提离为55mm。

3) s值选择要合理，一般2~8mm即可。

参考文献

[1] Doubov A A. Diagnostics of metal items and equipment by means of metal magnetic memory[C]. Shantou, China,

1999,181-187.

[2] Dubov A, Kolokolnikov S, Evdokimov M, et al. Estimation of gas and oil pipelines condition based on the method of metal

magnetic memory[C]. Shanghai, China, 2008,25-28.

[3] Guo Pengju Z H G W. Feature of magnetic memory signals of crack and incomplete penetration in welding joints[C]. Jinan: East

China University of Science and Technology Press, 2012,251-254.

作者简介：郭鹏举、女、1980.10.10, 高级工程师、主要从事电磁无损检测技术研究。