漏磁和超声检测方法在有色金属板和管道的点蚀的腐蚀测量的比较

1、漏磁和超声检测方法在有色金属板和管道的点蚀的腐蚀测量的比较引言漏磁检测（MFL）和手动超声波检测（UT）已被广泛用于有色金属板块和管道的腐蚀坑的大小的检测。使用者和提供者对这些检查方法的灵敏度和准确性可能有不同的看法和期望。本文讨论这些方法的检测概率（POD）和准确性和他们的作用和基本原理。腐蚀点蚀但在这个例子中我们专门处理的是一种典型储罐底 有很多类型和腐蚀的机制，板或从罐内的水质污染的底板之间的腐蚀。超声波检测是检测管道中的腐蚀的准确的手段，1960年它已成功获得点蚀类型腐蚀的图像。为了帮助分析差异，我们将说明一些典型的坑形状的腐蚀。图1所示的腐蚀，图2至图4腐蚀形状的描述了“湖型”，“圆

2、锥型”和“管式”的侵蚀。图5至图8显示的是典型的湖型和圆锥型腐蚀。应该注意'梯田'腐蚀的形成的进展的步骤。湖型和管式的腐蚀类型是最常见的储罐底板腐蚀。他们通常是水分在底板和板之间（底部）或水在产品中（顶部）造成的的结果。管式腐蚀是比较少见的，通常与水滴侵蚀或硫还原菌（SRB）有关联。方法和原理本文在这里作了 漏磁检测法和超声波检测法的原则在其他地方都有详细描述。简要概述。图 9 显示了漏磁检测法的基本原理。安装在一辆小车上的磁铁，在板中或管壁上形成强磁场。在磁场中的板或管壁上的腐蚀坑形成漏磁场。阵列传感器检测并定位磁铁两极之间的漏磁场。传感器通常是霍尔元件或线圈 ；与任一类型的

3、 传感器一样，它也自己的有优势和局限性。图 10 显示了使用的脉冲反射原理及双晶探头的简易UT装置。在此装置中一个探头充当发射器和接收器。发射器和接收电路是分开的，使 A 扫描显示脱离了传输信号。因此在检测相对较薄的钢板或管区域时传输脉冲不会掩盖第一回声。我们会看到厚度较薄的， A 扫描设施并不适合检测或测量点蚀。漏磁检测的概率任何漏磁信号检 漏磁方法使用阵列传感器，每个传感领域与相邻的领域重叠。测的概率取决于噪声信号漏磁场的振幅。换句话说，信噪比是管理检测的主要因素。以下是一些影响信噪比的参数和有关设备的设计性能和有些涉及到底板板条件包括一些点蚀的几何尺寸。设备参数 底板参数磁铁设计传感器类

4、型和布局速度控制减振信号处理检测的通告底板材料 扫描表面条件 扫描表面涂层 洁净度 坑深度 坑体积 坑轮廓设备磁铁设计实现使正在测试的材料接近饱和磁通密度。磁体系统能在 磁铁必须足够强大，扫描的表面上随着磁铁两极和测试表面之间的距离的变化而起伏（升空）。显然，利用电磁铁的一个优势是，磁化力可以调整，以补偿不同的材料厚度和升空的变化。一个用的好处是，可以关掉磁场，帮助去除测试表面的探头。主要缺点是体积和重量。出于这个原因，许多扫描仪的永久磁铁使用钕 - 硼磁铁来设计。结果是一个紧凑的扫描头，适合达12.5毫米壁厚，至20毫米则敏感性降低。更大的厚度可以制定一个合适的安全系统，用于在测试表面放置和

5、取出小车。传感器的类型和布局在这两种情况下相邻 线圈和霍尔效应器件这两种类型的传感器是共同使用的。单元的在阵列之间的间距必须足够小，以确保有在阵列中没有检测的差距。如果考虑到降噪，应注意传感器的布置，布局应考虑到漏磁场，可以延长3或4次跨阵列坑的直径，但只在扫描方向的坑直径。由线圈传感器中的给定的泄漏场生成的电压信号是磁力切割线率的函数。这扫描程序将是线圈的圈数和前进的速度的一个函数。因此传感器的线圈类型和灵敏度应该考虑到设备的设计中。线圈比霍尔效应器件对某些配置的变化更敏感。线圈传感器的一个明显的优势是扫描仪是受强涡电流信号生成的，它比霍尔效应元件受到的加速和减速阶段的影响小。然而过滤过程中

6、使用时可删除低和 霍尔效应元件在原理上对速度变化不敏感，高频率的杂散信号，由此产生一些对速度变化的带通窗口的限制。当这些设备检测水平分量的漏磁排列时，他们对上面提到的涡流信号相对不敏感，但是线圈对升空变化相对敏感。安排检测垂直分量时，他们对升空变化不敏感，但对涡流信号非常敏感。然而，这项安排的优点之一是传感器外壳和测试表面的距离较大，从而降低外壳的磨损，并允许外壳清除一些表面缺陷，如焊接飞溅。速度控制所有类型的传感器某种程度的速度控制是有必要的，所以较少使用水平线圈。减振背景噪声和虚假指示的来源之一，是由于的扫描平面表面粗糙度。在储罐底板及不镀膜的地面管道中这是很常见的情况。这些表面上产生的腐

7、蚀导致磁铁和传感器系统发生振动。由此可在三个方面减少噪音：选用合适的轮子、 纳安装避震器和信号处理，因为振动频率很可能会高于基坑信号。信号处理漏磁场的信号都比较小，需要放大。他们还需要从不必要的噪音中得到注意。带通滤波器，用来消除低频（涡流）和高频噪声（振动）。在动态检测的通知显示的情况下，可以通过使用缺陷检测电路的阈值设置消除任何残余噪声，以便来操作员评估一般的噪音水平。缺陷提示在当前的缺陷时可提醒操作员注意的有三种方法：自动停止：扫描仪将在遇到的缺陷时自动停止，并指示哪些传感器阵列已检测到坑。直到操作员取消，扫描仪将无法重新启动，。操作员标志底板，以便可以执行坑的深度测量。动态显示：操作员

8、查看动态显示在阵列信号的当前状态。出现一个一般的噪音水平以上的信号，则表明存在一个坑。这些系统协助操作员，在超过预先设定的阈值时触发声音或视觉报警。操作员标志底板，以便可以执行坑的深度测量。计算机数据采集：某些系统使用计算机存储检测数据，用于随后的分析和报告。这可能包括软件，用来反应储罐底板与材料损耗的颜色编码迹象。操作员可以在标记的底板上进行一些交叉检查，以便获得每个扫描结束时数据的结果。底板材料有色金属材料是必要的，但有色金属材料的磁导率会影响结果。因此，用于设置设备的校准板或管的钢材料应作出同等的检查。由于他们构造用的是低碳钢，这通常不是存储罐底板的问题。选择校准管，确保选择正确的钢级，

9、需要加倍小心。对于给定的磁化场，材料厚度会影响达到饱和的程度，这反过来会影响一个给定的坑的漏磁幅度。扫描表面条件扫描表面应清洁而无碎片 （尤其是腐蚀产物可能已经从罐顶下降）。表面粗糙度可能会影响振动噪声要求相对较高的阈值设置 （降低灵敏度）。在某些情况下铺设 (约 1 毫米) 的塑料薄板，则扫描可以减轻这种影响。其他如焊接飞溅或与地面齐平的焊接的异常会出现较大的错误。此外必须记住漏磁方法无法区分扫描平面上的点蚀和远程表面穿透 50%的坑或更深的坑，漏磁方法对远程表面点蚀更敏感。 扫描表面涂层漏磁方法的一个主要优点是它都能够对相对较厚的表面涂层起作用并维持合理的敏感性。可检测6mm厚到6.32m

10、m厚的玻璃纤维涂层，并检测到20的壁厚的损失。清洁度漏磁检测对地板表面状态不敏感，超声波检测则会出发现大量带肋的规模可能会导致虚假的迹象，腐蚀产物可以形成磁极，然后得出虚假的迹象，因此他们会破坏传感器的运作。一般用水喷洗表面就足够了。坑深度坑深度是影响在上述的测试表面距离的漏磁幅度的主要因素之一。体积和轮廓也影响漏磁幅度，这些将在下面讨论。然而，规定的漏磁场的振幅可用于评估壁损失的百分比，从而减少交叉检查所需的量。坑体积有人说其它地方坑的体积是影响信号幅值的最重要因素，并声称没有关于坑的定量信息，可以推断漏磁的结果。由于大多主张是作为一个没说服力的声明，我们决定针对体积和深度产生的影响使用建模

11、技术和经验对一些真正的腐蚀试验进行研究。制作了一系列的不同深度和体积的模型的坑。制造一系列的给定深度和体积坑的模型。40%、 50%和 60 %6.35 毫米板坑的深度结果显示在图 11。这些显示了，随着该体积的增加对信号振幅的影响减少。这表明锥和湖类型的典型储罐底板腐蚀，它可能影响"带"腐蚀严重程度与合理使用单独的漏磁的准确性。管类点蚀，如遇到硫减少细菌攻击，但是，可能得到不准确的结果，因为量将对应的地区，在图11中的曲线收敛。Fig 11:坑轮廓很多时候，生产测试板用机械加工点蚀，选择简单的形状，如平底孔 （借用的超音波） 或使用钻简单锥形。它已经表明，坑的轮廓会影响漏

12、磁。由于腐蚀点蚀通常以"阶梯"形式发展，我们已经模仿了梯田形式的用于校准使用的人工坑，如图 12 所示。这些都被用来校准漏磁系统的实验结果如下所示。Fig 12:人为因素与其他的无损检测方法一样，必须考虑人为因素在评估检测中的影响。尤其是储罐对环境很敏感。罐内的内部是黑暗、 肮脏和有难挥发的气体的。它可能在次极热（+50）或极冷（-20C）的环境和季节下工作。因此，因此必须对操作员提出的要求是尽可能的轻。然而，操作员还必须确保设备保持在尽可能最好的条件下，并进行精确的校准程序。过氧漏磁化物综述良好的保养设备、 点蚀使用漏磁检测的概率在一定限度内很高。 训练足够和扫描表面足够

13、干净，工作认真的操作员对于10mm厚的材料损失 20%（有时低至 10%）以可靠地检测出来。不干净的表面和厚度至13mm40的损失可以被检测出来。在这些限制内漏磁扫描速度可达到0.5 米/秒描宽度可达到从 150 mm至 450mm宽。该方法比超声波因表面条件和人为因素产生的影响小。概率检测-超声波腐蚀点蚀用超声波法检测的概率也是取决于很多因素。因为该方法比漏磁慢很多，直到最近，用以上的方式使用网格模式现场检查来探测土壤侵蚀的弯管是常见的做法。显然，使用这种技术检测孤立点蚀的概率是可以忽略不计的。区域扫描是现在的首选，并且可以使用手动扫描或使用自动扫描探针。提供的典型点蚀的反射表面超声波反射通

14、常很差并且操作员需要能够看到本质，以避免错误的信号。为此原因厚度薄的不适合用于腐蚀检测。A扫描设备是首选，这可以被准许由B-扫描和C扫描设施。与漏磁相比，超声过氧化物影响的因素包括一些涉及到的设备和技术及底板可能存在的任何点蚀。设备探伤仪作为最低要求，它应该有一个A扫描显示，但设施C-扫描和B扫描产生的图像数据存储技术的使用大大提高了检测的概率。特别是，这些设施证明在检查期间已实现连续耦合。探头类型在许多情况下，正在审查材料的厚度小于 10 mm和扫描曲面是不完全平稳的。这意味着单晶传感器的初始脉冲将占用公称厚度的一大部分，所以这些传感器不合适。双晶体 （双重） 传感器克服了这个问题，但必须记

15、住，在传输能量的最大数量是能够被接收机捕获的最佳距离是探测器设计的一个功能。图 13 说明这一点，并清楚地表明，即使时问题的反射表面平整、 扫描平面平行反射器下面这个距离会给为何下调幅度信号。图13说明了这一点，并清楚地说明为什么低于这个距离的反射将减少信号幅度，即使扫描表面是平坦的并且平行于扫描表面。操作员应该意识到这种可能性，当后壁回声“丢失“腐蚀坑是不理想的反射时，并应准备不同的增益。 遇到的粗糙表面时要迅速穿有机玻璃鞋，改变光束的角度，所以它是必要的，以适应耐磨环的探头。晶体的尺寸应该是10mm至15毫米的直径。耦合剂的使用方法和类型对于使 用手动扫描的方法，同时为自动化和 目前使用的

16、超声耦合材料有两种。半自动化的扫描，水灌溉是首选。在这两种情况下，它是必不可少的，耦合剂是“湿”的表面。合适的凝胶可用于手动扫描和水灌溉，它可能需要添加润湿剂（肥皂）。 扫描技术网格模式，采取现场读数只适合探测领域的一般腐蚀和检测孤立坑，它应该是显而易见的。因此，有必要用一个合适的重叠区域的扫描技术，以确保探头的有效面积覆盖率。手动扫描，它适合使用相当快的探头运动来校准，而不是使用一个缓慢的细致的方法来检测。这是因为人眼自然响应信号的模式中的突然变化 (运动)。一旦检测到坑，可以对坑深度进行更仔细的调查。校准用于检测时，使用手动扫描，最好是校准探伤仪在实际的测试材料选择的底板的厚度是已知名义板

17、厚。后壁回声定位在3，6和9时，时基设置为显示3。应设置增益，以便第三壁后回波是在全屏幕高度的80%。这项安排，利用上文所述，快速的扫描运动耦合剂的损失将显示为所有三种回声垂直下降。存在一个坑将显示一个渐进的损失（第3第2和第1回波）加上一般运动的信号为零。实践中眼睛就会变得很好地适应承认这些模式。培训和经验腐蚀坑的检测比简单的厚度测量或检测叠片或侵蚀更加困难。慢扫描技术，时基校正时，显示只有一个底面回波，一些操作员操作时容易错过较差的反射率，如锥形类型的坑。操作员常说，他们“失去”信号，由于检测恶劣的扫描表面时，他们刚刚遇到一个坑。腐蚀检测需要具体的培训和经验。底板厚度薄壁检测是超声波法的主

18、要困难。低于6毫米，从一个很好的反射信号减弱如上所述，如图13所示。操作者必须意识到，将需要更多的增益。对于较厚的部分（12毫米以上）超声波法的限制远远小于漏磁检测法，但方形坑和反射POD的限制仍然适用。扫描表面条件超声波法比漏磁方法对扫描表面条件更加敏感。这适用于双方接触扫描和微小的“间隙”的扫描。思考耦合剂的涂层中生成的噪音掩盖了时基如图 14 所示的一部分。由于耦合剂中声音的速度约是材料中速度的四分之一，顶部表面坑可能给出减少的壁厚的清晰的回声。图 15 显示了一个湖类型 1 毫米深的坑。如果操作员忽视了可能会报告在 10 毫米底板下有6 毫米深的坑（60%的损失）。相同的坑很有可能被误

19、解，他们是否使用接口触发和/或回声 - 回波监测的自动化和半自动化系统。Fig 14:Fig 15:底板涂料涂环氧树脂涂层底板涂料是良好的材料，并已应用于目前新的超声波检查和坑检测的几个问题。如果回声回波法用来消除油漆厚度误差，则剩余壁厚的测量精度提高。较厚的玻璃纤维涂层，目前有更多的问题。如果对金属表面的附着力好，尽管在理论上有可能通过这种涂层检查，但很少适合检验。坑的特点湖类型坑检测最简单，因为在最深的地区，与扫描表面相对平行，可以给予合理的反射。另一方面锥形坑往往反映远离接收器的声音，坑的中心往往太小会给出一个强烈的信号 （图 16）。这些坑是采用超声波检测，操作员最有可能错过。通常检测坑“平台