漏磁检测基本方法PPT课件.ppt

华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院1无损检测新技术无损检测新技术漏磁漏磁检测检测基本基本方法方法从从磁粉磁粉检测检测发展到发展到 漏磁检测漏磁检测发展到发展到 定量定量漏磁检测漏磁检测油井管油井管中的应用中的应用输油管输油管中的应用中的应用 华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院2无损检测新技术无损检测新技术VisualLiquid PenetrantMagnetic ParticleEddy CurrentUltrasonicX-ray MicrowaveAcoustic EmissionThermographyLaser InterferometryReplicationFlux LeakageAcoustic MicroscopyMagnetic MeasurementsTap Testing无损检测方法无损检测方法华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院3无损检测新技术无损检测新技术磁粉检测磁粉检测检测元件漏磁无损检测漏磁无损检测以磁场为工作媒介、以磁敏感器件为测试手以磁场为工作媒介、以磁敏感器件为测试手段的机械化、自动化、智能化检测方法段的机械化、自动化、智能化检测方法。

从从磁粉磁粉探伤发展到探伤发展到漏磁漏磁检测检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院4无损检测新技术无损检测新技术漏磁无损检测及相关概念漏磁无损检测及相关概念缺陷（伤）的分类缺陷（伤）的分类探伤的目的是发现缺陷（伤），按照定义角度不同，有探伤的目的是发现缺陷（伤），按照定义角度不同，有如下分类：如下分类：（1）横向伤、纵向伤、斜向伤；）横向伤、纵向伤、斜向伤；（2）内伤、外伤；）内伤、外伤；（3）自然伤、人工伤；）自然伤、人工伤；（4）点状伤、线状伤、体状伤点状伤、线状伤、体状伤华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院5无损检测新技术无损检测新技术磁化原理磁化原理钢板的直流磁化钢板的直流磁化使被检工件饱和磁化是实现漏磁无损检测的关键的第一步将钢板夹在磁扼内，如果通过线圈的电流为I、线圈匝数为n，则产生的磁动势Vw的大小等于电流与线圈匝数乘积：Vw=In华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院6无损检测新技术无损检测新技术磁化原理磁化原理钢板的直流磁化钢板的直流磁化铁磁性材料的B-H曲线在均匀状态下，以下公式适用：B=/F和HE =V/L式中： F-钢板的横断面积； L-钢板的长度 V-钢板上的磁动势； -通过钢板的磁通量 B-钢板内的磁通密度； HE -钢板内的磁场强度华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院7无损检测新技术无损检测新技术磁化原理磁化原理钢板的直流磁化钢板的直流磁化漏磁场及其分量用霍尔元件可以分别测得漏磁场的水平及垂直分量。

霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（，18551938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象便是霍尔效应这个电势差也被叫做霍尔电势差华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院8无损检测新技术无损检测新技术磁化原理磁化原理钢板的直流磁化钢板的直流磁化裂纹背面的漏磁场钢管内壁伤的裂纹漏磁场变化可见：钢管内壁上的裂纹漏磁场垂直分量检测信号，信号峰峰间隔距离b、壁厚、探头提离h之间的关系华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院9无损检测新技术无损检测新技术漏磁无损检测及相关概念漏磁无损检测及相关概念横向缺陷检测原理横向缺陷检测原理纵向缺陷检测原理纵向缺陷检测原理华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院10无损检测新技术无损检测新技术探头固定、管直线运动探头固定、管直线运动 对横向伤敏感对横向伤敏感探头旋转、管直进探头旋转、管直进 对纵向伤敏感对纵向伤敏感直流漏磁检测方法直流漏磁检测方法华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院11无损检测新技术无损检测新技术磁化及磁化器设计磁化及磁化器设计横向探伤机磁化器设计横向探伤机磁化器设计横向伤漏磁检测原理华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院12无损检测新技术无损检测新技术磁化及磁化器设计磁化及磁化器设计横向探伤机磁化器设计横向探伤机磁化器设计直流线圈磁化方式：结构简单、电气易实现、磁化能力强、易调整，成本低等优势。

其典型结构包括单线圈开路磁化结构和双线圈开路磁化结构 单线圈磁场变化曲线双线圈中间近似均匀场，空间大，便于探头机构的设计、安装、拆卸华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院13无损检测新技术无损检测新技术磁化及磁化器设计磁化及磁化器设计横向探伤机磁化器设计横向探伤机磁化器设计应用实例：华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院14无损检测新技术无损检测新技术磁化及磁化器设计磁化及磁化器设计纵向探伤机磁化器设计纵向探伤机磁化器设计单边磁化结构双边磁化结构华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院15无损检测新技术无损检测新技术磁化及磁化器设计磁化及磁化器设计纵向探伤机磁化器设计纵向探伤机磁化器设计应用实例：华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院16无损检测新技术无损检测新技术探头靴探头单边安装探头单边安装探头中间安装探头中间安装横向缺陷检测方法横向缺陷检测方法华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院17无损检测新技术无损检测新技术对角线磁化对角线磁化局部磁化局部磁化纵向缺陷检测方法纵向缺陷检测方法华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院18无损检测新技术无损检测新技术从从直流直流漏磁发展到漏磁发展到交流交流漏磁检测漏磁检测磁轭式磁轭式钢管钢管钢棒钢棒华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院19无损检测新技术无损检测新技术从从管外管外到到管内管内漏磁检测漏磁检测标准探头结构标准探头结构Trail coilsPowerfulMagnetsMain receiving coils (lead coils)多单元探头结构多单元探头结构Multi-coilcircumferentialarrayWall lossdetection coil华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院20无损检测新技术无损检测新技术输油管道输油管道检测机器人检测机器人-管道猪管道猪 PiggingPigging跟踪跟踪华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院21无损检测新技术无损检测新技术从漏磁从漏磁单单检测探头到检测探头到阵列阵列检测探头检测探头单点单点 线阵线阵 面阵面阵 多层多层走向与信号走向与信号华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院22无损检测新技术无损检测新技术抽油杆抽油杆输油管输油管油油 管管钻钻 杆杆套套 管管储储 罐罐钢丝绳钢丝绳录井钢丝录井钢丝测井电缆测井电缆油井管油井管漏磁无损检测漏磁无损检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院23无损检测新技术无损检测新技术中国中国全世界的管加工中心全世界的管加工中心2006年，全球年，全球56%的油井管在中国制造；的油井管在中国制造；2007年，全球年，全球60%的油井管在中国制造；的油井管在中国制造；2008年，年， 全球全球70%的油井管在中国制造；的油井管在中国制造；雨后春笋生长的无逢管厂雨后春笋生长的无逢管厂引发:2009年08月欧盟对中国无逢钢管的反倾销案! 2009年10月美国对中国无逢钢管的反倾销案!华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院24无损检测新技术无损检测新技术偏磨锈蚀纵横向裂纹、锈蚀、磨损纵横向裂纹、锈蚀、磨损缺陷的深度剩余壁厚剩余壁厚截面积截面积主要缺陷主要缺陷华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院25无损检测新技术无损检测新技术 因此，要求固定探头沿管杆周向布置的独立检测单元、或旋转探头沿管轴向布置的独立检测单元越多越好。

第1步 裂纹产生的漏磁场是三维场三维场：磁场分布与裂纹长度、宽度和深度有关 检测信号是二维信号：二维信号：信号波形与裂纹的宽度和深度有关 一次消元一次消元：当检测探头敏感的宽度小于裂纹的长度时检测信号不受裂纹长度的影响裂纹深度确定裂纹深度确定华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院26无损检测新技术无损检测新技术实验表明：当裂纹宽度大于0.15mm时，信号幅度与宽度变化无关且斜向与幅度无关 二次消元：二次消元：裂纹宽度裂纹宽度实验表明：裂纹深度与信号幅度成非线性关系求解：求解：通过建立数学通过建立数学模型求模型求出深度大小出深度大小第2步第3步裂纹深度确定裂纹深度确定华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院27无损检测新技术无损检测新技术 通过空间滤波器区分内、外部裂纹信号，对内部信号进行通过空间滤波器区分内、外部裂纹信号，对内部信号进行补偿内内外外裂纹识别裂纹识别华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院28无损检测新技术无损检测新技术（1）局部腐蚀和锈蚀如裂纹深度的确定方法；（2）大面积腐蚀和锈蚀将反映到壁厚的变化，如壁厚的确定方法3）腐蚀和锈蚀信号与裂纹信号的区分：裂纹主要是单通道信号，腐蚀和锈蚀往往是多通道大范围信号。

？腐蚀坑深度确定腐蚀坑深度确定华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院29无损检测新技术无损检测新技术通常的油管约通常的油管约10米一根，几米一根，几千米的井要几千米的井要几百根，连续油百根，连续油管则仅管则仅1根！根！连续油管连续油管检测检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院30无损检测新技术无损检测新技术主要性能指标主要性能指标横向裂纹: 0.3mm;孔 洞: 0.8mm;壁 厚: 2-4%.满足API-5P标准接箍油管油管井口检测井口检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院31无损检测新技术无损检测新技术主要性能指标主要性能指标横向裂纹: 0.3mm;截面腐蚀：2-4%抽油杆抽油杆井口检测井口检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院32无损检测新技术无损检测新技术通常的抽油杆通常的抽油杆约约10米一根，米一根，几千米的井要几千米的井要几百根，连续几百根，连续抽油杆则仅抽油杆则仅1根！根！非圆形连续抽油杆连续抽油杆检测检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院33无损检测新技术无损检测新技术套管套管旋转式检测旋转式检测华中科技大学机械学院华中科技大学机械学院34无损检测新技术无损检测新技术。