【技术实现步骤摘要】
一种电磁超声监测传感器安装点的管道表面缺陷检测方法
本专利技术涉及基于电磁超声/脉冲涡流复合检测方法的材料损伤状态在线监测
，具体涉及一种电磁超声监测传感器安装点的管道表面缺陷检测方法。
技术介绍
随着近年来我国对核电事业的大力投入，核电站数量和装机容量持续增加。然而，2011年发生的福岛核电站事故再次证明，核电安全问题需得到社会各界人士的高度关注。在核电结构安全管理中，对使用中的管道设备进行在线监测是确保系统安全运行的重要手段。核电结构的一些关键部件由于生产、使用时产生的拉应力状态及轻水堆核电站水环境影响，易萌生应力腐蚀裂纹，同时在弯管和节流孔处经长期冲蚀也可能出现局部减薄缺陷。这些缺陷对核电结构的安全可靠构成了现实威胁。电磁超声监测方法是基于电磁超声监测传感器的对核电等工业用管道结构进行在线监测经常使用的一种无损监检测方法，其基本原理为基于电磁超声对管道内壁减薄缺陷进行实时状态监测。虽然电磁超声检测方法可以很好地检测出管道内壁的减薄缺陷，但却有一个近表面盲区，当缺陷位于近表面(1mm-2mm)时，回波信号会与激励信号几乎重叠很难区分，即无法有效地检测出传...
【技术保护点】
1.一种电磁超声监测传感器安装点的管道表面缺陷检测方法，其特征在于：首先，在螺旋形线圈(6)正上方放置永磁体(5)制作由永磁体(5)和螺旋形线圈(6)组成的电磁超声监测传感器(4)，螺旋形线圈(6)为自激自检线圈，永磁体(5)产生恒定磁场；在管道试件(1)表面某处打磨干净后形成表面打磨处(7)，将电磁超声监测传感器(4)安装固定于表面打磨处(7)；所述管道试件(1)含有管道内壁减薄缺陷(2)和管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)，管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)位于电磁超声监测传感器(4)安装部位正下方的管道试件(1)表面；其次，通过脉冲涡流信号发生器对电磁超声监测传感器(4)的螺旋形...
【技术特征摘要】
1.一种电磁超声监测传感器安装点的管道表面缺陷检测方法，其特征在于：首先，在螺旋形线圈(6)正上方放置永磁体(5)制作由永磁体(5)和螺旋形线圈(6)组成的电磁超声监测传感器(4)，螺旋形线圈(6)为自激自检线圈，永磁体(5)产生恒定磁场；在管道试件(1)表面某处打磨干净后形成表面打磨处(7)，将电磁超声监测传感器(4)安装固定于表面打磨处(7)；所述管道试件(1)含有管道内壁减薄缺陷(2)和管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)，管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)位于电磁超声监测传感器(4)安装部位正下方的管道试件(1)表面；其次，通过脉冲涡流信号发生器对电磁超声监测传感器(4)的螺旋形线圈(6)通入脉冲激励电流，由于电磁感应，在管道试件(1)表面会产生涡流，定义为脉冲涡流；同时，脉冲涡流在永磁体(5)的恒定磁场作用下会产生洛伦兹力，从而引发试件质点振动，质点振动会向下传播，遇到界面会产生回波，质点振动会切割磁场线而产生新的涡流，定义为电磁超声涡流，螺旋形线圈(6)两端电压会发生相应的变化；如此，螺旋形线圈(6)会同时检出脉冲涡流信号和电磁超声信号，即复合检出信号；最后，采用滤波器对复合信号进行分离，从而从复合信号中分离出脉冲涡流信号和电磁超声信号；其中电磁超声信号对管道试件(1)的管道内壁减薄缺陷(2)状态进行实时监测，实现电磁超声监测传感器(4)的在线监测功能；脉冲涡流信号对管道试件(1)的管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)进行检测，实现对电磁超声监测传感器(4)安装部位的表面缺陷状况的检测功能；因此，只要能够利用电磁超声中的涡流信号，不但对管道内壁减薄缺陷(2)状态进行实时监测，还能有效地检测出传感器安装部位材料表面是否出现裂纹或腐蚀缺陷。2.根据权利要求1所述的一种电磁超声监测传感器安装点的管道表面缺陷检测方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1：加工管道试件(1)的管道内壁减薄缺陷(2)和管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)；制作电磁超声监测传感器(4)并安装于管道表面裂纹/腐蚀缺陷(3)正上方的表面打磨处(7)，电磁超声监测传感器(4)中永磁体(5)提供恒定磁场源，螺旋形线圈(6)实现信号的自激励和自检出功能；步骤2：搭建脉冲涡流和电磁超声复合无损检测实验系统，主要包括相连接的六部分：由脉冲信号发生器和功率放大器组成的激励信号发生装置、电磁超声监测传感器、双工器、信号放大器、滤波器以及由示波器和数据采集系统组成的数据采集装置；双工器输入端连接激励信号发生装置、电磁超声监测传感器，双工器输出端连接信号放大器，信号放大器连接滤波器，滤波器再连接数据采集系统；首先激励信号发生装置中的脉冲信号发生器产生脉冲激励信号，脉冲激励信号经过激励信号发生装置中的功率放大器放大后传递给双工器，双工器又将放大后的激励信号发送给电磁超声监测传感器(4)，其次电磁超声监测传感器(4)接收到复合检出信号，复合检出信号经双工器筛选处理后发送给信号放大器将其放大，然后放大后的复合检出信号经过滤波器滤波处理，将脉冲涡流信号和电磁超声信号分离，最后将分离出的脉冲涡流信号和电磁超声信号显示于数据采集装置中的示波器，并通过数据采集装置中的数据采集系统进行采集以供分析，即得到试件的缺陷信息；步骤3：计算永磁体(5)产生的强静磁场空间分布：对于永磁体(5)，设磁化沿z轴方向,在忽略外磁场的影响下，方程(1-1)给出了铁磁性体的非线性磁化本构关系：其中：μ0为真空磁导率；ez是永磁体z轴方向单位矢量；Br为剩余磁场强度，对于理想永磁体，剩余磁场强度Br为常数；当永磁体内各点磁化强度M相同时，磁化电流只分布在永磁体的表面，面电流密度j＝M×en，en是永磁体表面法向单位矢量；将永磁体等效为n匝线圈的通电螺线管，则取线圈的等效电流I0＝jh/n,其中h为永磁体的高度；最后根据毕奥-萨伐尔定律确定空间任意一点的磁感应强度B其中：r为空间任意一点距离通电螺线管轴的垂直距离；dl为等效电流元的长度；通过上...
【专利技术属性】
技术研发人员：解社娟，段志荣，陈振茂，田明明，仝宗飞，蔡文路，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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