鋼管漏磁高速檢測技術(shù)與系統(tǒng)

前言

　　高速無損檢測技術(shù)在現(xiàn)代化大工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越大的作用。高速無損檢測是在不損壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，應(yīng)用綜合科學(xué)的方法，迅速探測物體內(nèi)部的物理性能、狀態(tài)特性及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，檢測物質(zhì)內(nèi)部是否存在不連續(xù)性，迅速判斷被檢測物體是否符合標(biāo)準(zhǔn)，同時評價其適用性和安全性的技術(shù)。高速無損檢測的目的在于：迅速定量掌握大量構(gòu)件內(nèi)是否存在缺陷和缺陷參數(shù)對構(gòu)件強度的損壞關(guān)系，評價它們應(yīng)用在工業(yè)系統(tǒng)中的可靠性、安全性，并反饋到改進生產(chǎn)制造工藝過程中，以便消除構(gòu)件內(nèi)存在的缺陷?！　「咚贌o損檢測學(xué)科涉及聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)以及機械設(shè)計、計算機、電子信息等學(xué)科，在冶金、機械、石油、化工、航空、航天等各個領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，高速無損檢測具有廣泛的科學(xué)基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域?！　‰S著現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的迫切需要，新的無損檢測技術(shù)不斷涌現(xiàn)。以新材料、精密加工技術(shù)、新型傳感器技術(shù)、信息科學(xué)、數(shù)字信號處理、計算機技術(shù)為代表的新技術(shù)互相交融，極大地促進了高速、智能無損檢測技術(shù)和可視化無損檢測過程的快速發(fā)展?！　「咚贌o損檢測技術(shù)需要將先進的高速檢測技術(shù)、完善的檢測系統(tǒng)與有資質(zhì)的專業(yè)操作人員進行最完美的結(jié)合。對高速無損檢測儀器和系統(tǒng)的操作技術(shù)嫻熟與否，很大程度上決定著檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性。這種技術(shù)不僅表現(xiàn)在專業(yè)技術(shù)人員對儀器、設(shè)備的具體操作上，而且表現(xiàn)在能熟練掌握檢測系統(tǒng)的機械運動狀態(tài)、自動化控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換、計算機處理系統(tǒng)的運行程序等，因此高速無損檢測是一門綜合技術(shù)科學(xué)。它要求檢測系統(tǒng)操作人員具有系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)、熟練的操作技巧、敏捷的思考與判斷能力、極高的事業(yè)心與責(zé)任感。高速無損檢測凝聚著現(xiàn)代科學(xué)的智慧，閃耀著現(xiàn)代文化的光輝。在人類進入輝煌的21世紀(jì)的今天，我們應(yīng)該以更高的視角來看待、研究高速無損檢測技術(shù)。

內(nèi)容概要

　　《鋼管漏磁高速檢測技術(shù)與系統(tǒng)》主要研究漏磁高速檢測原理，漏磁檢測分析、研究方法，重點研究對鐵磁性鋼管的檢測方法、系統(tǒng)的組成、各部分的作用和工作流程，同時研究了檢測系統(tǒng)應(yīng)該具備的性能指標(biāo)以及這些指標(biāo)的測試內(nèi)容和測試方法。《鋼管漏磁高速檢測技術(shù)與系統(tǒng)》在作者長期對漏磁檢測方法、裝置和檢測系統(tǒng)的研究、開發(fā)和大量實際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，充分考慮了操作、維護人員的知識結(jié)構(gòu)和專業(yè)研究人員的要求，既有一定的篇幅進行理論、機理和分析方法的研究，更注重避免大量的理論推導(dǎo)和繁瑣的數(shù)學(xué)論證，對檢測系統(tǒng)的組成、作用和操作方法進行通俗易懂的敘述?！朵摴苈┐鸥咚贆z測技術(shù)與系統(tǒng)》可以作為漏磁檢測方法和檢測系統(tǒng)的專業(yè)教材，也可以作漏磁檢測人員資質(zhì)培訓(xùn)與考核的參考教材，還可以供大專院校無損檢測與電子信息等相關(guān)專業(yè)作參考教材。

作者簡介

　　何輔云，男，1949年出生，安徽巢湖人。合肥工業(yè)大學(xué)計算機與信息學(xué)院教授，現(xiàn)任中國無損檢測學(xué)會非常規(guī)檢測專業(yè)委員會委員、全國無損檢測標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員、安徽省無損檢測學(xué)會常務(wù)理事。在信號與信息處理專業(yè)，主要從事電視理論、數(shù)字視頻、圖像處理、新型傳感器技術(shù)與儀器、無損檢測新技術(shù)和高速無損檢測成套設(shè)備的研究開發(fā)工作。獲省、部和市科技進步一等獎3項、二等獎3項、三等獎2項，發(fā)明專利4項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文40多篇，出版專著2部。2008年獲國家“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎”?！　埡Ｑ?，女，1964年4月生，1992年畢業(yè)于上海科技大學(xué)計算機系，獲生物醫(yī)學(xué)工程及儀器專業(yè)碩士學(xué)位，同年進入合肥工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院信號與信息處理研究所，從事教學(xué)與科研工作，出版教材1部，獲得省部級獎4項。　　丁克勤，男，1968年出生于安徽省樅陽縣。中國特種設(shè)備檢測研究院研發(fā)部主任，研究員，博士，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任中國無損檢測學(xué)會理事暨應(yīng)力測試專業(yè)委員會主任委員、中國無損檢測學(xué)會非常規(guī)檢測專業(yè)委員會副主任委員、北京機械工程學(xué)會無損檢測分會副秘書長、中國儀器儀表學(xué)會學(xué)術(shù)工作委員會理事、中國體視學(xué)學(xué)會CT理論與應(yīng)用分會常務(wù)理事、北京力學(xué)會理事、中國機械工程學(xué)會高級會員等社會職務(wù)。主要從事電磁檢測技術(shù)與仿真、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與評估、先進傳感技術(shù)與儀器以及虛擬仿真與評價等方面的研究開發(fā)工作。獲得省部級獎勵6項，發(fā)明專利4項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文80多篇。曾被評為國家質(zhì)檢總局中青年科技骨干、國家質(zhì)檢總局優(yōu)秀青年，獲得中央國家機關(guān)青年“創(chuàng)新獎”，享受國務(wù)院政府特殊津貼。

書籍目錄

前言第1章 無損檢測概述1.1 無損檢測概念1.2 常規(guī)無損檢測的主要方法1.2.1 射線檢測1.2.2 超聲波檢測1.2.3 渦流檢測1.2.4 滲透檢測1.2.5 磁粉檢測1.3 無損檢測的新方法1.4 無損檢測技術(shù)的發(fā)展——無損評估1.5 無損檢測的質(zhì)量理念1.6 無損檢測可視化技術(shù)1.7 我國無損檢測的技術(shù)現(xiàn)狀和前景第2章 磁的基本知識2.1 磁現(xiàn)象與磁的基本參量2.1.1 常見的磁現(xiàn)象2.1.2 磁矩2.1.3 磁性的起源2.1.4 磁化強度、磁化率和磁感應(yīng)強度2.2 磁性材料2.2.1 磁介質(zhì)及其分類2.2.2 磁性材料2.3 磁路和磁路定理2.3.1 磁路的概念2.3.2 磁路定律2.3.3 恒定磁場的邊界條件2.3.4 磁場屏蔽原理2.4 電磁感應(yīng)2.4.1 電生磁2.4.2 磁生電2.4.3 楞次定律2.4.4 電磁感應(yīng)定律2.5 渦流電場、渦電流2.5.1 渦流電場2.5.2 渦電流第3章 漏磁法無損檢測技術(shù)3.1 漏磁無損檢測技術(shù)概述3.2 漏磁無損檢測原理3.2.1 鐵磁性材料缺陷內(nèi)的磁場強度3.2.2 裂紋參數(shù)變化對裂紋內(nèi)磁場強度的影響3.3 缺陷漏磁場與缺陷關(guān)系的分析方法——解析法3.3.1 磁荷模型的建立3.3.2 缺陷深度與漏磁場的關(guān)系3.3.3 缺陷寬度與漏磁場的關(guān)系第4章 鐵磁性管道二維漏磁檢測技術(shù)4.1 鐵磁性管道二維漏磁檢測技術(shù)概況4.1.1 鐵磁性管道質(zhì)量檢測技術(shù)的意義4.1.2 鐵磁性管道質(zhì)量檢測技術(shù)4.1.3 漏磁檢測系統(tǒng)與傳統(tǒng)檢測設(shè)備主要性能指標(biāo)比較4.2 鐵磁性管道二維漏磁檢測關(guān)鍵技術(shù)4.2.1 鐵磁性管道漏磁檢測方法4.2.2 鐵磁性管道漏磁檢測方式4.2.3 鐵磁性管道二維磁化技術(shù)4.2.4 磁敏傳感器陣列4.2.5 多路缺陷信號傳送技術(shù)4.2.6 噪聲抑制技術(shù)4.2.7 多路缺陷信號的數(shù)字化技術(shù)4.2.8 可視化檢測技術(shù)4.2.9 管道端頭缺陷的檢測技術(shù)4.3 鐵磁性管道漏磁檢測技術(shù)的有限元分析4.3.1 鐵磁性管道磁化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)4.3.2 一對磁極雙檢測探頭的有限元分析方法4.3.3 一對磁極多檢測探頭的有限元分析方法4.3.4 兩組磁極對多檢測探頭的有限元分析方法，4.3.5 實際檢測情況第5章 鋼管二維漏磁檢測技術(shù)與系統(tǒng)5.1 鋼管二維漏磁檢測系統(tǒng)的組成5.2 輸入、輸出傳送線5.3 夾持定位傳送裝置5.3.1 上、下張合的夾持定位傳送裝置5.3.2 超大口徑鋼管單輪夾持定位傳送裝置5.4 鋼管檢測系統(tǒng)升降平臺5.5 鋼管磁化系統(tǒng)5.5.1 鋼管軸向磁化方法與裝置5.5.2 鋼管周向磁化方法與設(shè)備5.6 鋼管橫向缺陷信號的采集5.6.1 鋼管橫向缺陷信號的采集方法5.6.2 鋼管橫向缺陷信號的采集方式5.6.3 鋼管橫向漏磁缺陷信號采集5.6.4 鋼管橫向缺陷信號的預(yù)處理5.6.5 鋼管橫向探頭的吻合技術(shù)5.7 鋼管縱向缺陷信號的采集與傳送5.7.1 鋼管縱向漏磁缺陷信號采集傳感器5.7.2 鋼管縱向漏磁檢測技術(shù)的特殊性5.7.3 縱向漏磁缺陷信號的形成與預(yù)處理5.7.4 縱向漏磁缺陷信號的傳送方法5.7.5 鋼管縱向探頭的吻合技術(shù)5.8 鋼管缺陷信號的主處理系統(tǒng)5.8.1 鋼管缺陷信號的電平匹配5.8.2 鋼管缺陷信號的數(shù)字化5.8.3 鋼管可視化檢測軟件5.8.4 鋼管缺陷信號的DSP系統(tǒng)5.9 鋼管二維漏磁檢測系統(tǒng)軟件與操作5.9.1 缺陷信號與缺陷參數(shù)的判別準(zhǔn)則5.9.2 缺陷信號判別軟件流程5.9.3 鋼管二維漏磁檢測系統(tǒng)軟件界面與設(shè)置方法5.10 鋼管漏磁高速檢測系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)5.11 鋼管的消磁技術(shù)原理5.11.1 鋼管的剩磁5.11.2 鋼管的交流消磁原理5.11.3 鋼管的直流、交流復(fù)合消磁原理第6章 鋼管二維漏磁檢測系統(tǒng)綜合性能通用技術(shù)條件6.1 概述6.2 相關(guān)術(shù)語和定義6.2.1 鋼管漏磁檢測系統(tǒng)的組成6.2.2 鋼管的缺陷和標(biāo)準(zhǔn)樣管6.3 對檢測人員的要求6.4 鋼管漏磁檢測系統(tǒng)的測試條件6.5 測試內(nèi)容及方法第7章 鋼管端頭漏磁檢測技術(shù)7.1 概述7.2 鋼管端頭漏磁檢測方法7.2.1 用ANSYS軟件建立二維靜態(tài)磁場檢測模型7.2.2 引體思想7.2.3 用ANSYS軟件建立加引體的端頭檢測模型7.2.4 加引體端頭缺陷檢測模型分析7.2.5 引體的磁導(dǎo)率對檢測效果的影響7.2.6 距端頭不同位置處缺陷磁場模擬分析7.3 鋼管端頭縱向缺陷漏磁檢測系統(tǒng)7.3.1 鋼管端頭縱向檢測系統(tǒng)的組成7.3.2 鋼管端頭橫向缺陷檢測系統(tǒng)的組成7.3.3 顯示圖形模塊7.3.4 鋼管端頭檢測試樣的制作和檢測校驗第8章 鋼管材質(zhì)高速對比分選技術(shù)8.1 概述8.2 光譜儀工作原理8.3 鋼管材質(zhì)高速對比分選技術(shù)8.3.1 鋼管材質(zhì)高速對比分選技術(shù)原理8.3.2 鋼管材質(zhì)高速對比分選儀的組成8.3.3 鋼管材質(zhì)高速對比分選儀的主要技術(shù)指標(biāo)第9章 鋼管漏磁檢測若干工藝9.1 概述9.2 鋼管漏磁高速檢測系統(tǒng)的布局、設(shè)置、安裝9.2.1 鋼管漏磁高速檢測系統(tǒng)在鋼管生產(chǎn)線中的布局9.2.2 鋼管漏磁高速檢測系統(tǒng)的設(shè)置9.2.3 鋼管漏磁高速檢測系統(tǒng)的安裝9.3 漏磁檢測系統(tǒng)對斜軋鋼管的檢測工藝9.3.1 鋼管內(nèi)螺紋的檢測機理9.3.2 鋼管內(nèi)螺紋的信號特點9.3.3 鋼管內(nèi)螺紋的識別流程9.3.4 鋼管內(nèi)螺紋對檢測影響的對策9.3.5 斜軋鋼管的特定方向分布的缺陷檢測9.4 漏磁檢測系統(tǒng)對直焊縫、直拔鋼管的檢測工藝9.4.1 直焊縫和直拔鋼管的檢測工藝9.4.2 直焊縫和直拔鋼管的檢測特點9.5 漏磁檢測系統(tǒng)對鋼管折疊缺陷的檢測工藝9.6 鋼管壁厚的檢測9.6.1 便攜式手持超聲測厚儀9.6.2 鋼管全長全覆蓋超聲壁厚檢測系統(tǒng)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章 無損檢測概述　　1.1 無損檢測概念　　無損檢測是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的一門技術(shù)。它在不損壞被檢測物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的前提下，應(yīng)用物理方法，檢測物體內(nèi)部或表面的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和性能，檢查物質(zhì)內(nèi)部是否存在缺陷，從而判斷被檢測物體是否合格，并評價其適用性?！　o損檢測的目的在于：定量掌握構(gòu)件內(nèi)缺陷與強度的關(guān)系，評價其安全性；檢測各種設(shè)備或工業(yè)系統(tǒng)在制造、安裝、使用過程中存在的不完整性及缺陷情況，以利改進這些設(shè)備、工業(yè)系統(tǒng)的制造工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)故障，保證它們安全、高效、可靠地運行?！　o損檢測學(xué)科涉及物理科學(xué)中的聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、原子物理學(xué)以及機械設(shè)計、計算機應(yīng)用、電子信息工程等多門學(xué)科，在冶金、機械、石油、化工、航空、航天等各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。如果沒有無損檢測技術(shù)，工件和設(shè)備的材料質(zhì)量將難于保證：設(shè)備會停止運轉(zhuǎn)，飛機不能安全飛行，火箭難以上天，在路上的汽車隨時會翻車，火車可能會出軌，石油和天然氣管道會發(fā)生泄漏，鍋爐和壓力容器會發(fā)生爆炸……。所以，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中，無損檢測技術(shù)占有不可或缺的地位。　　……

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