發(fā)布時間：2017-07-16 12:01

  本文關(guān)鍵詞：鋼管渦流檢測系統(tǒng)設(shè)計及孔類缺陷辨識研究

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【摘要】：在工程實(shí)踐中,常采用渦流檢測法對鋼管進(jìn)行質(zhì)量檢測,我國也制定了相應(yīng)的渦流檢測標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7735-2004。本文以檢測標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7735-2004作為參考,為了完善其對鋼管缺陷的評價體系,針對標(biāo)準(zhǔn)中已涉及的通孔缺陷和未涉及的內(nèi)外盲孔缺陷,加工了相應(yīng)的鋼管試樣,開展不同磁化強(qiáng)度下鋼管渦流檢測試驗(yàn),深入分析了通孔和內(nèi)外盲孔隨磁化電流的信號變化特征。本文首先考慮到鋼管渦流檢測的試驗(yàn)需求,設(shè)計了相應(yīng)的渦流檢測系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計中,除渦流檢測線圈、激勵模塊及放大模塊采用必要的硬件來實(shí)現(xiàn),后續(xù)信號處理都是數(shù)字化操作,主要基于Python語言編制了數(shù)字化相敏檢波、信號合成及界面顯示等功能。利用上述渦流檢測系統(tǒng)和相關(guān)機(jī)械裝置組建了渦流檢測試驗(yàn)平臺,在該平臺下對含不同直徑通孔的鋼管開展試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,通孔直徑一定時,在非飽和磁化區(qū)內(nèi),通孔信號幅值隨電流的增加先增大后減小,相位角隨電流的增加逐步上升。在飽和磁化區(qū)內(nèi),對于直徑較小的通孔(如Φ1.5、2、2.5mm通孔),信號幅值隨電流的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢,相位角隨電流的增加起伏不定、但波動差異較小;而對于直徑較大通孔(如Φ4.5、6、10、15mm通孔),信號幅值隨電流的增加略有上升,相位角隨電流的增加發(fā)生大幅度減小、變化雜亂。在材質(zhì)相同的鋼管上加工直徑一致、深度不同的內(nèi)外盲孔,對鋼管開展非飽和及飽和磁化下渦流檢測試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),內(nèi)外盲孔缺陷均可有效檢出。但本試驗(yàn)采用外穿過差動式檢測線圈,由渦流的有效滲透深度可知,位于鋼管內(nèi)壁的盲孔缺陷理應(yīng)無法被檢出。針對該試驗(yàn)現(xiàn)象,通過理論分析推知的鋼管磁導(dǎo)率與磁化電流的關(guān)系曲線,得出內(nèi)盲孔能夠被檢出的原因是由缺陷周圍處的非均勻磁導(dǎo)率擴(kuò)散至鋼管表面,對線圈阻抗產(chǎn)生影響,這才使得內(nèi)盲孔被檢出。最后,系統(tǒng)研究了不同深度的內(nèi)外盲孔在磁化電流一定時的信號特征,提出一種非飽和磁化區(qū)內(nèi)區(qū)分內(nèi)外壁缺陷的新方法,即在非飽和磁化區(qū)內(nèi),選取使內(nèi)外壁缺陷相位角之間有較大夾角的磁化電流范圍,并以內(nèi)外壁缺陷相位角的不同變化范圍在渦流儀中設(shè)置兩個報警區(qū),用于區(qū)分內(nèi)外壁缺陷的檢出。該方法可望用于指導(dǎo)鋼管渦流檢測工程實(shí)踐
【關(guān)鍵詞】：鋼管 渦流檢測 通孔 內(nèi)外盲孔 磁化區(qū)
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG115.28
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究的背景及意義8-10
• 1.2 鐵磁管道渦流檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和進(jìn)展10-12
• 1.3 課題研究主要內(nèi)容12-14
• 第二章 鋼管渦流檢測理論基礎(chǔ)14-27
• 2.1 引言14
• 2.2 渦流檢測電磁場理論基礎(chǔ)14-23
• 2.2.1 趨膚效應(yīng)和渦流滲透深度16-17
• 2.2.2 檢測線圈的等效電路模型及歸一化阻抗分析17-21
• 2.2.3 影響渦流檢測的因素及線圈阻抗變化特性21-23
• 2.3 鋼管渦流檢測原理和模型23-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 渦流檢測系統(tǒng)設(shè)計27-40
• 3.1 引言27
• 3.2 系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計27-34
• 3.2.1 渦流探頭27-29
• 3.2.2 激勵電源29
• 3.2.3 功率放大電路29-31
• 3.2.4 交流電橋31-32
• 3.2.5 前置放大電路32-34
• 3.3 系統(tǒng)軟件34-39
• 3.3.1 Python與C34-35
• 3.3.2 系統(tǒng)軟件編制35-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 鋼管通孔缺陷渦流檢測的評價方法研究40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 材料和試驗(yàn)40-42
• 4.2.1 鋼管試樣及缺陷40-41
• 4.2.2 試驗(yàn)平臺41-42
• 4.3 鋼管通孔缺陷對渦流檢測信號的影響42-45
• 4.3.1 通孔渦流檢測信號42-44
• 4.3.2 通孔直徑對檢測信號的影響44-45
• 4.4 分析與討論45-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 鋼管內(nèi)外壁盲孔缺陷渦流檢測的區(qū)分辨識方法研究49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 材料和試驗(yàn)49-50
• 5.3 鋼管內(nèi)外盲孔缺陷對渦流檢測信號的影響50-54
• 5.3.1 內(nèi)外盲孔渦流檢測信號50-51
• 5.3.2 內(nèi)外盲孔深度對檢測信號的影響51-54
• 5.4 分析與討論54-56
• 5.5 鋼管內(nèi)外壁缺陷區(qū)分辨識方法56-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 主要研究結(jié)論59-60
• 6.2 展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 發(fā)表論文情況說明64-65
• 致謝65-66

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