电磁检测新技术

电磁检测新技术简介

中国特种设备检测研究院

主要内容

● 1 磁致伸缩导波检测技术

2

● 2 电磁超声检测新技术● 3 远场涡流检测新技术

4

● 4 涡流阵列检测技术

● 5 脉冲涡流检测技术

6

● 6 漏磁检测新技术

●7 金属磁记忆检测技术

1 磁致伸缩导波检测技术11

●1.1 概述

●1.2 原理

●1.3 优缺点

1.4 典型案例

●1.4

磁致伸缩导波检测技术概述1.1 -

定义

导波一种机械弹性波，能沿着结构件有限的边界

形状传播并被构件边界形状所约束、所导向，因而称

为导波。

导波在管道中有纵波、扭力波、弯曲波等多种模

态形式存在，由于在管道的散射曲线中只有扭力波的

声速是唯一恒定不变的，不随导波的频率改变而变

化，而且扭力波只在固体中传播，管道内传输的液体

对其传播特性没有任何影响，故导波技术在管道检测

中一般都采用扭力波模式。

1 -

磁致伸缩超声导波检测技术概述 应用范围

◆石油石化设备输油输气管道网络

◆原油传输管道

◆海上采油平台立管网络

◆炼化厂内的工艺管线

◆电力能源工业管道网络

◆横穿高速公路套管网络

◆横穿河流的管线

磁致伸缩导波检测技术概述

1.1 -

19世纪早期英美加日德等国的研究者们●世纪后期20世纪早期，英、美、加、日、德等国的研究者们

对在不同波导中弹性波的传播进行了研究：从简单的板中的导波理论研究到较复杂的管中导波在管道缺陷检测的实际运用。

论研究到较复杂的管中导波在管道缺陷检测的实际用

●通过波在地球的多层地壳中的传播来分析地震和核爆炸的影响。

利用超声导波对不同材料和几何形状的物体行缺陷检测导波●利用超声导波对不同材料和几何形状的物体进行缺陷检测，导波

被应用到无损检测领域中。

磁致伸缩导波检测技术概述1.1 -

1.2 -原理

磁致伸缩超声导波检测技术原

激发原理

目前，世界上用于长距离管线腐蚀检测的超声导波检测技术主要有两种：

（1）是以传统压电晶片的压电效应为基础的多晶片探头卡环式超声导波检测系统；

（2）是以铁磁性材料的磁致伸缩效应及其逆效应为基础的条带式MsS超声导波检测系统。

1.3 -

磁致伸缩超声导波检测技术优缺点

●优势

⏹从遥远的容易接近的位置检测难以接近的区域，解决了常规检测部分区

域难靠近难检测的问题（如穿路、跨河管线）

⏹可以实现100%的体积检测，解决了常规方法抽检时漏检的问题

⏹安装一个探头可以检测几十米甚至上百米的距离，可以及时了解到管道

运行期间的腐蚀状态

⏹基于信号强度和特征对管道的损坏严重程度进行等级分类

降低检测费用免去了常规检测时大范围的绝缘层去除挖掘⏹降低检测费用，免去了常规检测时大范围的绝缘层去除, 脚手架, 挖掘，

覆层去除等工作

⏹缩短检测时间，可以快速提供大面积区域结构的综合状态信息

●缺点

⏹多模态（信号识别难度大）

⏹频散（缺陷定位难度大）

磁致伸缩超声导波检测技术案例1.4 -

管道弯管腐蚀案例

（a）信号分析结果（b）腐蚀点位置

2 电磁超声检测技术21

●2.1 概述

●2.2 原理

●2.3 优缺点

2.4 典型案例

●2.4

电磁超声检测技术概述

2.1 -

电磁超声换能器(EMAT)

●( EMAT) 是一种新型的超声发射接收装置。由于电磁超声产生和接收的过程中具有换能器与媒质表面非接触、无需加入声耦合剂、重复性好、检测速度高等优点而受到广大无损检测与评估工作者的关注。

广大无损检评估作关

●EMA 技术在国际上是从60 年代末开始崛起的,

70 年代中后期开始迅速发展, 英、美、俄、德、

代,

日都相继进行了声波的EMA 理论与实验, 从而大大扩展了EMA 技术革新的应用范围。

电磁超声检测技术概述2.1 -

应用范围

●中厚板在线检测

●火车轮检测

●高温测厚

●焊缝非接触检测

●钢棒在线检测

●钢管在线检测

●铁路钢轨检测

●复合材料检测

电磁超声检测技术概述

2.1 -

平板自动EMAT检测系统

便携式EMAT检测设备

电磁超声检测技术原2.2 -原理

2.2 -原理

电磁超声检测技术原

把通有高频电流的线圈放置在非铁磁性材料金属物体附近

●,金属

物体内产生感应电流。如在同一时间施加一稳定磁场,与涡流相互作用后产生交变洛仑兹力。金属原子在交变洛仑兹力的作用下产生往复振动,当振动以定方式传播出去就可产生超声波。该

当振动以一定方式传播出去就可产生超声波。该过程的逆效应过程就是利用EMAT 接收超声的原理。通过改变外加偏转磁场的大小和方向、高频电流的大小和频率、线圈的形状和尺寸可以控制产超声的类型强弱频率及传播方向

EMAT 产生超声的类型、强弱、频率及传播方向等参数。同时也可改变接收超声EMAT 的工作带宽等参数。

●铁磁性材料中电磁超声的产生和接收一般通过磁致伸缩原理来实

现。当线圈中通过交变电流时,产生交变磁场。根据磁致伸缩原理,由于磁场的交变作用使磁性材料体积发生变化,从而形成材料内部的振动,并最终以声波形式将振动向外传播