华科大无损检测新技术课件05-2磁记忆检测设备

磁记忆检测设备-构成检测系统包括由磁敏传感器、温度传感器、距离传感器组成的探头,由滤波器、放大器及Ａ/Ｄ转换器组成的信号处理电路和显示及键控装置以及CPU系统等。其中,传感器是关键,计算机是核心。磁敏传感器信号调理器数据采集卡并行通信接口光电编码器计算机分析软件电池及DC/DC变换器磁记忆检测设备-构成GUI图形界面数据接收系统数据分析处理系统参数设置系统标定接收采集数据帮助系统打印保存数据列表数据合并图形显示实时波形监测磁记忆检测设备-技术关键探头：现有的常用集成霍尔元件如UGN-3501T和UGN-3501M无法满足检测精度要求，采用灵敏度更高的A3515霍尔元件，设计弱磁测量探头。信号放大电路：要采用多级放大电路。对刚检出的信号，因为幅度很低，要求放大器具有噪声系数低、高精度、低漂移的特点。对滤波以后的信号要有很好的稳定性。拟采用带有深度负反馈的直接耦合集成运算放大器。信号边缘处理：由信号处理软件在计算机上完成。信号处理软件：采用流行的GUI设计。软件需要完成信号的温度补偿计算、传感器在制件表面相对位置和应力集中区域位置的计算、信号的局部放大和边缘处理。磁记忆检测设备-典型仪器磁记忆检测设备-典型仪器磁记忆检测设备-典型仪器testerofstressconcentration(TSC-1M).Fig.1.Theschematicdiagramfortestingofwaterwalltubesusingatwo-channelsensor:1,2-ferroprobes;3-scanningdevicewithasensorforlengthmeasurements;4-connectioncable;5-TSC-1Mdevicewithamemoryunitandascreen.

磁记忆检测设备-典型仪器磁记忆检测设备-应用实例1ThefragmentofdefinitionofcorrosionpitbycharacterofaresidualmagnetizationfieldHpdistributionalongafierygeneratrixoftubeisshownonfig.3

磁记忆检测设备-应用实例2DiagnosticsofBendsofBoilerandSteamTubes磁记忆检测设备-应用实例2磁记忆检测设备-应用实例2检测非过热弯头

磁记忆检测设备-应用实例2磁记忆检测设备-应用实例2磁记忆检测设备-应用实例3蒸汽轮机转子中心孔图是某电厂CC140N200-127-535型蒸汽轮机中压转子中心孔HP场的分布情况。其特点是HP场符号变换且四个通道上都有最大梯度dH/dx值。按检测结果得出结论，最大应力集中区有很高的残余应力，是不正确的制造或修理工艺的结果，在应力集中区用内窥镜检查查明了金属损伤。

磁记忆检测设备-应用实例4DiagnosticsofBladesofSteamTurbines磁记忆检测设备-应用实例4磁记忆检测设备-应用实例4磁记忆检测设备-应用实例4检测汽轮机叶片

某电厂C50-90/’1,2-I(5万千瓦)汽轮机转子No.15级No.45叶片HP场沿叶片的分布情况。在最大应力集中区，其特点是HP场符号跳变且有最大梯度dH/dx值，有横向裂纹。No.15级的其他叶片上也查出了应力集中区。

磁记忆检测设备-应用实例4显示HP场沿No.19叶片的分布情况。在该叶片上查出了应力集中区，其特点是HP场符号变换，与此同时，应力集中区准确地处在和No.45叶片查出裂纹相同的位置上，不甚高的梯度dH/dx值说明，No.19叶片工作在弹性变形区，所以不需要更换它。建议将该叶片，连同转子上其他有应力集中区的叶片，列入下次检修时优先检测之列。

磁记忆检测设备-应用实例5ExpressMethodofControlofVesselsandEquipment磁记忆检测设备-应用实例5磁记忆检测设备-应用实例5检测压力容器焊缝某电厂液氢储罐焊缝的检测结果。图上显示检测部位上HP场的分布情况（三通道方式），且标出最大应力集中区，其特点是每个通道HP场符号交替和跳跃式变换有dH/dx最大值。在查明的应力集中区建议做超声检测和金相分析。磁记忆检测设备-应用实例5磁记忆检测设备-应用实例6检测紧固件某钢厂沿双头螺栓螺纹部位HP场的分布情况，在以HP场多次符号交替变换为特征的最大应力集中区带最大梯度dH/dx值的部位有横向裂纹。

磁记忆检测设备-应用实例7检测水冷壁管件某电厂No.2机组HG/670-137-YM16型锅炉右水冷壁№66和№115管件的检测结果，在HP场磁曲线分布图上标出了焊缝（结构性的应力集中）和直管段上由工作载荷造成的应力集中区。右水冷壁No.66和No.115管件有最大的应力集中区，建议本次锅炉检修时予以更换，并将切下部分做金相和化学分析。

磁记忆检测设备-应用实例7磁记忆检测设备-应用实例8DiagnosticsofPipelines磁记忆检测设备-应用实例8磁记忆检测设备-应用实例8磁记忆检测设备-研究展望由于金属磁记忆检测技术是一门新兴的无损检测方法,现在国内外的研究偏重于理论方面，即探讨MMM效应产生的机理及表面漏磁场的特征，应用则相对不足，特别是还没有见到研究各种不同结构和形状的构件的典型数学模型。另外许多工艺规范亦未建立,目前在金属实际检测应用过程中只作大面积的快速定性检查，并不作为正式探伤手段，仅仅作为一种参考，用来完善探伤体系。目前的技术水平还未能做到定量分析，只能确定构件的应力集中的位置,而该区域是否存在缺陷以及缺陷的大小、类型则无法确认,需借助其他检测技术来补充。磁记忆检测设备-研究展望（1）深入进行铁磁构件表面法向磁场变化的研究，建立典型缺陷（如裂纹类）应力场与磁通量变化间的数学模型,阐明裂纹埋藏深度、宽度、走向、受力条件及外磁场等不同时的磁通量变化规律,为MMM技术定量化提供理论依据。虽然通过标准试块进行标定是解决问题的一种措施,但仅依靠它是不够的。（2）根据不同的现场检测条件，对测量数据进行有效的修正，并结合其他的无损检测方法建立更加完善的材料状态评估体系。（3）发展多通道、多参量诊断技术。同其它磁检测技术一样,影响漏磁信号的因素也有很多,材质、缺陷大小和种类、残余磁场的大小和方向以及表面粗糙度等都是影响因素。因此,使用单一参数,很难给出满意的答案。除在理论上对磁记忆机制进一步研究外,发展多通道、多参量诊断技术可能是解决这一问题比较有效的途径。磁记忆检测设备-研究展望（4）可作为结构件疲劳试验的先导检测方法,确定应力集中的部位和区域,以便在疲劳试验中能够准确地确定试验部位和区域,从而节省试验时间并获取最有用的试验数据。对于那些与主承力方向相垂直的应力集中线或早期裂纹更需加强监测或采取必要措施。在疲劳试验中,由于过去缺少可靠方法检测早期疲劳损伤或疲劳裂纹,早期裂纹往往是通过后来的检测数据进行推理计算而获得的。显然,这样获得的裂纹扩展曲线的可靠性或多或少会打折扣。利用这一新技术可弥补这方面的缺陷。迄今为止,这方面工作尚未真正展开。磁记忆检测技术-总结金属磁记忆方法(MMM)–是一种无损检测方法，其基本原理是记录和分析产生在制件和设备应力集中区中的自有漏磁场的分布情况。这时，自有漏磁场反映着磁化强度朝着工作载荷主应力作用方向上的不可逆变化，以及零件和焊缝在其制造和于地球磁场中冷却后，其金属组织和制造工艺的遗传性。金属磁记忆方法在检测中，使用的是天然磁化强度，和制件及设备金属中对实际变形和金属组织变化的以金属磁记忆形式表现出来的后果。

磁记忆检测技术-总结1金属磁记忆方法的物理基础磁弹性效应和磁机械效应应力集中区中位错壁上磁畴边界的固锁效应金属天然磁化强度条件下组织和机械强度不均匀性造成的漏磁场效应2金属磁记忆方法检测时使用的磁参数自有漏磁场的法向分量

Hp磁场在长度方向上的梯度值x3金属磁记忆方法在金属和焊缝中检测的是什么？应力变形状态以及按磁参数表现出的金属组织的不均匀性磁记忆检测技术-总结4金属磁记忆方法检测时确定什么？应力集中区–破损发展的主要根源应力集中区中金属组织的损伤金属的非致密度（宏观缺陷）5金属磁记忆方法的优点对受检对象不要求任何准备（清理表面等）不要求做人工磁化，因为它利用的是工件制造和使用过程中形成的天然磁化强度金属磁记忆法不仅能检测在正运行的设备，也能检测修理的设备金属磁记忆方法–唯一能以1mm精度确定设备应力集中区的方法金属磁记忆检测使用便携式仪表，独立的供电单元，记录装置，微处理器和4MB容量的存储器对机械制造零件，金属磁记忆法能保证百分之百的质量检测和生产在线分选和传统无损检测方法配合能提高检测效率和精度磁记忆检测技术-总结6和传统无损检测方法的区别金属疲劳损伤和濒临损伤状态的方法评价设备寿命时唯一能回答《从那里做金属取样？》的方法继声发射之后第二个非主动的检测方法，使用的是结构自身发射出来的信息。同时，金属磁记忆法除了早期发现缺陷之外，还能进一步