首先,根据不锈钢管生产和使用的不同阶段对缺陷进行分类:固有的缺陷、预制工序的缺陷、后续工序的缺陷和在役的缺陷,并详细介绍了各种缺陷的形成原因。在此基础上,概述了不锈钢管常用的无损检测方法及其优缺点,包括超声检测、涡流检测、磁粉检测和漏磁检测。其中,重点阐述了漏磁检测的历史、现状和目前存在的问题。之后,探讨了不同检测方法的组合检测方式,对比分析了热轧与冷拔工艺对钢管漏磁检测的不同影响,并讨论了不同表面粗糙度表面的漏磁检测灵敏度的变化规律。最后,归纳总结了不锈钢管漏磁检测过程中的相关术语。


1. 不锈钢管的磁化与退磁


  首先,对磁性材料进行分类,并讨论了钢管饱和磁化的必要性。然后,分别介绍了钢管的多方向磁化方法:轴向磁化与周向磁化,以及相应磁化器的优化设计方法。最后,为消除剩磁对钢管后续工序的影响,讨论了铁磁构件的退磁理论与方法,并介绍了钢管自动化退磁装置。


2. 管外漏磁场拾取与处理方法


  首先,讨论了不锈钢管管外漏磁场拾取原理:传感器拾取的磁场信号实质上包含了除缺陷漏磁场之外的各种背景磁场信号,包括传导电流、感应电流、不规则几何形状等产生的磁场。然后,介绍了各类磁场传感器的原理与特点,详细分析了感应线圈的磁场输出特性。进一步,详细分析了不同类型漏磁检测探头芯的结构形式与检测特性,在此基础上,针对不同类型缺陷和检测要求,提出了探头芯的设计与选用原则。最后,以实际应用为基础,讨论了探头扫查路径规划、探头阵列布置、气浮随动跟踪方法,以及检测信号处理系统。


3. 漏磁检测精度的影响因素


  不锈钢管漏磁自动检测过程中,检测原理对缺陷生成信号的唯一性和检测设备对缺陷漏磁拾取信号的一致性严重影响检测的精度。本章详细分析了缺陷内外位置、钢管壁厚不均以及缺陷走向三个因素对漏磁检测精度的影响,并在此基础上提出了相应的消除方法。此外,针对阵列传感器各个通道的灵敏度差异,介绍了静态标定方法和动态标定方法。


4. 高速检测中的涡流效应与磁后效


  漏磁检测速度较低时,铁磁性介质的磁化过程与静态磁化区别不大。然而,随着检测速度不断提高,漏磁检测过程中将会产生电磁感应和动态磁化机理问题。一方面,分析了高速漏磁检测中涡流效应的形成机制、涡流场的分布规律,以及感生磁场对缺陷漏磁场的影响规律,并提出了管体和管端的灵敏度差异消除方法。另一方面,初步讨论了高速漏磁检测时磁后效现象的形成原因,及其对钢管磁化的影响。


5. 钢管漏磁自动化检测系统


  主要介绍了不锈钢管漏磁自动化检测成套系统的关键技术,包括钢管漏磁自动化检测工艺与设备配置、探头检测轨迹规划、高稳定性的检测姿态与跟踪机构、缺陷定位与喷标。在此基础上,介绍了钢管漏磁自动检测设备的性能测试方法。


6. 漏磁检测技术的其他应用


  漏磁检测作为一种自动化电磁检测技术,广泛应用于铁磁性构件的无损检测过程中。根据作者团队的研究成果,依次介绍了漏磁自动检测技术在回收钻杆、井口钻杆、修复抽油杆、冷拔钢棒、汽车轮毂轴承旋压面以及轴承套圈上的实现方法与现场应用。




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