CN1641347A

CN1641347A - 一种漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法

Info

Publication number: CN1641347A
Application number: CN 200510011116
Authority: CN
Inventors: 黄松岭; 赵伟; 崔伟; 吴静; 王珅
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2025-01-07
Also published as: CN100356169C

Abstract

一种漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，属于无损检测技术领域。本发明利用检测到的漏磁场分布特征，根据特定的算法实现腐蚀缺陷尺寸的量化。具体实施方法是首先制作带有三个系列标准缺陷的试样，根据试样漏磁检测数据，确定腐蚀缺陷长度、宽度和深度量化公式中的系数，从而得到这种试样类型被测件的腐蚀缺陷量化方法，为评价设备使用状态和设备维护提供依据。本发明有效克服了现有技术中对腐蚀缺陷，特别是对缺陷深度难于量化的缺点，方法简单易行，手工和计算机均可实现，效率高，具有较广阔的应用前景。

Description

一种漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法

技术领域

本发明涉及一种腐蚀缺陷漏磁检测数据分析处理方法，尤其涉及漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，属于无损检测技术领域。

背景技术

漏磁检测是较常用的无损检测手段，在压力容器、压力管道和其它安全领域有重要应用，但是，长期以来，如何利用漏磁检测数据判断被检测部件的缺陷尺寸，一直是一个难题。通常采用人工分析漏磁检测数据判断缺陷的方法，往往借助于经验，效率较低，而且难于量化。

中国专利文献公开了一种“管道缺陷漏磁检测数据的分析方法”(公开号：1458442，公开日：2003.11.26)，该技术涉及一种能够提高各种钢制管道缺陷检测信号分析效率和定量分析精度的管道缺陷漏磁检测数据分析处理方法，通过显示数据云图，判断管道是否有缺陷，但该技术存在量化困难的缺点，特别是很难量化腐蚀缺陷的深度。

发明内容

本发明的目的是提供一种漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，该方法利用检测到的漏磁场分布特征，根据简单的算法实现对腐蚀缺陷三个方向尺寸的量化，为评价设备使用状态和设备维护提供依据。

一种漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)取与待检测部件相同材质、相同厚度的试样，试样厚度用符号t表示；在其上加工长度分别为1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t，宽度为3t，深度为20％t；长度为3t，宽度分别为1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t、深度为20％t；长度和宽度均为3t，深度分别为10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的三个系列人工腐蚀标准缺陷，缺陷边界圆弧过渡，缺陷之问间隔至少为20t；

2)将试样水平放置，用直流磁化场饱和磁化，然后在提离值为0.5～5mm的检测平面内等间距采样，得到检测平面内标准缺陷水平方向的离散二维漏磁场分布，所述的提离值是指检测探头距被检测试样表面的距离；

3)将步骤2)得到的离散二维漏磁场数据取平均值，再用该平均值的1.2倍作为阈值过滤步骤2)得到的离散二维漏磁场数据，得到各标准缺陷的离散二维漏磁场数据范围；

4)分别计算步骤3)得到的标准缺陷离散二维漏磁场的长度、宽度和峰值；标准缺陷离散漏磁场长度Lm等于标准缺陷离散二维漏磁场长度方向的采样点数乘以采样间距d；缺陷漏磁场宽度Wm等于缺陷离散二维漏磁场宽度方向的采样点数乘以采样间距d；缺陷漏磁场峰值Mx为缺陷离散二维漏磁场最大值；

5)将步骤4)得到的缺陷宽度为3t、深度为20％t、长度分别为1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t的标准缺陷漏磁场长度Lm与其相应的缺陷长度L按线性公式拟合，确定缺陷长度计算公式L＝a×Lm+b中的系数a和b，得到缺陷长度量化公式；将步骤4)得到的缺陷长度为3t、深度为20％t、宽度分别为1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t的标准缺陷漏磁场宽度Wm与其相应的缺陷宽度W按线性公式拟合，确定缺陷宽度量化公式W＝e×Wm+f中的系数e和f，得到缺陷宽度量化公式；将步骤4)得到的缺陷长度和宽度都为3t、深度分别为10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的标准缺陷漏磁场峰值Mx与其相应的缺陷深度D按二次公式拟合，确定缺陷深度量化公式Mx＝g×D²+h×D+j中的系数g、h和j，得到缺陷深度量化公式；

6)将被检测部件用直流磁化场饱和磁化，以步骤2)中的提离值和采样间距获得被测部件的离散漏磁场数据，按步骤3)得到被测件各缺陷的离散二维漏磁场数据，按步骤4)得到被测件各缺陷漏磁场的长度、宽度和峰值，按步骤5)的缺陷长度量化公式、缺陷宽度量化公式和缺陷深度量化公式，即计算得到被检测部件未知腐蚀缺陷的尺寸。

在本发明的上述方法中，所述步骤2)中等间距采样的间距为0.1～10mm。

本发明利用检测到的漏磁场分布特征，根据简单的算法可准确地实现对待测部件腐蚀缺陷的三个方向尺寸的量化，有效克服了现有技术中对腐蚀缺陷，特别是对缺陷深度难于量化的缺点；方法简单易行，手工和计算机均可实现，效率高，具有较广阔的应用前景。

附图说明

图1是检测实验得到的数据点及缺陷长度L与缺陷漏磁场长度Lm的拟合直线。

图2是检测实验得到的数据点及缺陷宽度W与缺陷漏磁场宽度Wm的拟合直线。

图3是检测实验得到的数据点及缺陷深度D与缺陷漏磁场峰值Mx的拟合曲线。

具体实施方式

下面通过具体的实施例可进一步理解本发明的内容。

使用一种沿周向均匀分布300个检测探头的管道漏磁检测器MT1对口径273mm、壁厚10mm的待测管道进行检测，检测器各探头在管道轴向采样间距是2.86mm，沿管道周向各探头的采样间距为2.86mm，检测探头距被检测试样表面的距离为3mm。

在对管道腐蚀缺陷检测前，先进行标准缺陷检测实验。即取一根口径为273mm、壁厚为10mm且与待检测的管子同材质的标准管，在其上加工长度分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm，宽度为30mm，深度为2mm；长度为30mm，宽度分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm，深度为2mm；长度和宽度都为30mm，深度分别为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm的3个系列人工腐蚀缺陷，缺陷边界圆弧过渡，缺陷之间间隔等于200mm。然后用管道漏磁检测器MT1按轴向、周向采样，间距都为2.86mm进行缺陷检测，提离值为3mm，得到检测平面内标准缺陷水平方向的离散二维漏磁场数据，该检测数据平均值为125高斯(Gauss)，取1.2×125＝150作为阈值过滤检测数据，得到各标准缺陷的漏磁场分布离散数据。

计算各标准缺陷的漏磁场长度：标准缺陷的漏磁场长度Lm等于标准缺陷离散二维漏磁场长度方向的采样点数乘以采样间距2.86mm。将长度分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm、宽度为30mm、深度为2mm的标准缺陷的漏磁场长度Lm与其相应的标准缺陷的长度L按线性公式拟合，得到缺陷长度计算公式(公式一)L＝1.01Lm+1.84，图1是标准缺陷检测实验得到的数据点及缺陷长度L与缺陷漏磁场长度Lm的拟和直线。

计算各标准缺陷的漏磁场宽度：标准缺陷的漏磁场宽度Wm等于标准缺陷离散二维漏磁场宽度方向的采样点数乘以采样间距2.86mm。将深度为2mm，长度为30mm、宽度分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm的标准缺陷的漏磁场宽度Wm与其相应的标准缺陷宽度W按线性公式拟合，得到缺陷宽度计算公式(公式二)W＝1.28Wm-12，图2是标准缺陷检测实验得到的数据点及缺陷宽度W与缺陷漏磁场宽度Wm的拟和直线。

计算各标准缺陷的漏磁场峰值：标准缺陷漏磁场峰值Mx为标准缺陷离散二维漏磁场最大值。将长度和宽度都为30mm、深度分别为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm的标准缺陷的漏磁场峰值Mx与其相应的标准缺陷深度D按二次公式拟合，得到缺陷深度计算公式(公式三)Mx＝0.28D²+7.68D+208.72，图3是标准缺陷检测实验得到的数据点及缺陷深度D与缺陷漏磁场峰值Mx的拟和曲线。

然后，用管道漏磁检测器MT1对口径273mm、壁厚10mm的待测管道上的腐蚀缺陷进行检测，检测条件与上述标准缺陷实验相同，检测得到的漏磁场数据平均值为120高斯，因此，取数据过滤阈值为1.2×120＝144，过滤检测数据，得到了一个缺陷漏磁场，其漏磁场长度为53mm、漏磁场宽度为86mm、漏磁场峰值为255.4高斯，按上述缺陷量化公式(公式一、公式二、公式三)得到缺陷的长、宽、深分别为55.37mm、110mm、4.7mm。实际测量该缺陷，其长、宽、深分别为55mm、100mm、5mm，缺陷量化误差小于10％。

通过大量检测实验发现，用本发明方法可有效量化各种腐蚀缺陷，量化误差小于10％，并且，本发明算法简单，适合高效处理有大量检测数据的场合。

Claims

1.一种漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)取与待检测部件相同材质、相同厚度的试样，试样厚度用符号t表示；在其上加工长度分别为1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t，宽度为3t，深度为20％t；长度为3t，宽度分别为1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t、深度为20％t；长度和宽度均为3t，深度分别为10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的三个系列人工腐蚀标准缺陷，缺陷边界圆弧过渡，缺陷之间间隔至少为20t；

2)将试样水平放置，用直流磁化场饱和磁化，然后在提离值为0.5～5mm的检测平面内等间距采样，得到检测平面内标准缺陷水平方向的离散二维漏磁场数据；所述的提离值是指检测探头距被检测试样表面的距离；

2.按照权利要求1所述的漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，其特征在于：所述步骤2)中的提离值为0.5～5mm。

3.按照权利要求1或2所述的漏磁检测腐蚀缺陷的量化方法，其特征在于：所述步骤2)中采样的间距为0.1～10mm。