FR3130034A1 - ELECTROMAGNETIC DETECTION METHOD AND ELECTROMAGNETIC DETECTION SYSTEM FOR DETECTING WELD BEAD DEFECTS IN STAINLESS STEEL TUBE - Google Patents
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Abstract
PROCÉDÉ DE DÉTECTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE ET SYSTÈME DE DÉTECTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE POUR DÉTECTER DES DÉFAUTS DE CORDON DE SOUDURE DANS UN TUBE EN ACIER INOXYDABLE La présente invention concerne un procédé de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable, le procédé de détection électromagnétique comprenant : l’acquisition d’une valeur de bruit système a, d’une valeur maximale b, et d’une valeur maximale c; la définition d’une valeur de signal d’alarme d; et la détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable. La présente invention concerne également un système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable. (Fig. 1)ELECTROMAGNETIC DETECTION METHOD AND ELECTROMAGNETIC DETECTION SYSTEM FOR DETECTING WELD BEAD FAULTS IN A STAINLESS STEEL TUBE The present invention relates to an electromagnetic detection method for detecting weld bead faults in a stainless steel tube, the method of electromagnetic sensing comprising: acquiring a system noise value a, a maximum value b, and a maximum value c; setting an alarm signal value d; and the detection by sections of the weld bead to be detected of the stainless steel tube. The present invention also relates to an electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a stainless steel tube. (Fig.1)
Description
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La présente demande revendique la priorité de la demande de brevet d’invention chinois n° 202111458048.3 déposée le 2 décembre 2021.This application claims priority from Chinese Invention Patent Application No. 202111458048.3 filed on December 2, 2021.
La présente invention appartient au domaine technique de la détection électromagnétique et concerne, plus particulièrement, un procédé de détection électromagnétique et un système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable.The present invention belongs to the technical field of electromagnetic detection and relates, more particularly, to an electromagnetic detection method and an electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a stainless steel tube.
État de la techniqueState of the art
Moyen important de transporter les matières, un tube en acier inoxydable à paroi mince joue un rôle prépondérant dans l’industrie nucléaire en raison de son utilisation à grande échelle. Des défauts de cordon de soudure, tels que des pores, inclusions de laitier et fissures, peuvent toutefois apparaître dans le tube en acier inoxydable à paroi mince en cours de soudage, et ces défauts peuvent occasionner la fuite de matières nucléaires et compromettre ainsi la sécurité de l’exploitation d’installations industrielles nucléaires. Il est par conséquent nécessaire de détecter les défauts de cordon de soudure dans le tube en acier inoxydable à paroi mince pour le génie nucléaire afin d’éliminer efficacement les risques potentiels pour la sécurité.An important means of transporting materials, a thin-walled stainless steel tube plays a prominent role in the nuclear industry due to its widespread use. Weld bead defects, such as pores, slag inclusions and cracks, however, may appear in the thin-walled stainless steel tube being welded, and these defects may cause leakage of nuclear material and thus compromise safety. operation of nuclear industrial facilities. It is therefore necessary to detect weld bead defects in thin wall stainless steel tube for nuclear engineering to effectively eliminate potential safety hazards.
De nos jours, les procédés de détection de défauts de cordon de soudure couramment utilisés comprennent le contrôle par ressuage et le contrôle par radiographie. Or, le contrôle par ressuage ne permet de détecter que les défauts de surface et ne permet pas de détecter efficacement les défauts internes tels que les pores, les inclusions de laitier et les fissures ; le contrôle par radiographie pose un risque pour la sécurité radiologique et nécessite une mise en œuvre séparée dans un créneau horaire spécial et sur un site opérationnel spécial, ce qui ne permet pas la réalisation en parallèle (simultanée) de l’assemblage par soudage et de la détection de défauts. La détection du cordon de soudure pour le tube en acier inoxydable à paroi mince présente par ailleurs un certain nombre d’inconvénients tels qu’une différence importante d’épaisseur de pénétration, une déformation des images de défauts et autres.Commonly used weld bead defect detection methods today include penetrant testing and X-ray testing. However, penetrant inspection only makes it possible to detect surface defects and does not make it possible to effectively detect internal defects such as pores, slag inclusions and cracks; X-ray inspection poses a risk to radiological safety and requires separate implementation in a special time slot and at a special operational site, which does not allow the parallel (simultaneous) realization of welding assembly and fault detection. Weld bead detection for the thin-walled stainless steel pipe also has a number of disadvantages such as large difference in penetration thickness, distortion of defect images and others.
Il existe donc un besoin pour un moyen de détection capable de détecter un défaut interne d’un cordon de soudure du tube en acier inoxydable et capable d’améliorer la fiabilité et la précision de la détection sans produire de rayonnements nocifs.There is therefore a need for a detection means capable of detecting an internal defect of a weld bead of the stainless steel tube and capable of improving the reliability and precision of detection without producing harmful radiation.
Au vu des inconvénients mentionnés ci-dessus dans l’état de la technique, la présente invention a pour but d’apporter une solution technique en proposant un procédé de détection électromagnétique et un système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable. En comparaison avec le contrôle par ressuage, le procédé de détection électromagnétique et le système de détection électromagnétique sont capables de détecter un défaut interne d’un cordon de soudure du tube en acier inoxydable ; et, en comparaison avec le contrôle par radiographie, le procédé de détection électromagnétique et le système de détection électromagnétique ne produisent pas de rayonnements nocifs, ne nécessitent pas de créneaux horaires spéciaux séparés, et améliorent la fiabilité et la précision de la détection.In view of the drawbacks mentioned above in the state of the art, the present invention aims to provide a technical solution by proposing an electromagnetic detection method and an electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a stainless steel tube. In comparison with penetrant testing, the electromagnetic detection method and the electromagnetic detection system are able to detect an internal defect of a weld bead of the stainless steel tube; and, compared with X-ray inspection, the electromagnetic detection method and the electromagnetic detection system do not produce harmful radiation, do not require separate special time slots, and improve the reliability and accuracy of detection.
Selon un aspect de la présente invention, la présente invention concerne un procédé de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable, et le procédé de détection électromagnétique comprend : la détection d’un bloc de référence ayant des défauts préintroduits afin d’acquérir une valeur de bruit systèmeadans un signal de gradient d’une région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, une valeur maximalebd’un bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et une valeur maximalecd’un signal de gradient d’un endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence, le bloc de référence ayant les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage que ceux d’un cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable ; la définition d’une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et la définition de la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ; la détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable et, lorsqu’un signal de gradient durant la détection s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed, la détermination qu’une région du cordon du soudure à détecter présente éventuellement un défaut ; et le polissage de la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut puis la détection N fois de la région, lorsque les signaux de gradient des détections N fois sont tous supérieurs à la valeur de signal d’alarmed, la confirmation que la région présente un défaut ; et, lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, la confirmation que la région ne présente pas de défaut, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; le procédé de détection électromagnétique comprenant en outre l’acquisition d’un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par une sonde de détection électromagnétique avant l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence, la sonde de détection électromagnétique étant configurée pour détecter le cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable ; l’acquisition du signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique comprenant : l’application d’un champ magnétique alternatif dans la sonde de détection électromagnétique ; l’acquisition d’un signal de champ magnétique tangentiel B suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable dans une région de cordon de soudure du cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable par la sonde de détection électromagnétique ; la différentiation du signal de champ magnétique tangentiel B afin d’obtenir un signal B0 ; la mise à 0 des valeurs supérieures ou égales à 0 dans le signal B0, et la prise des valeurs absolues des valeurs inférieures à 0 dans le signal B0 afin d’obtenir un signal B1 ; la transformation de Fourier du signal B1 afin d’obtenir une fréquence où se concentre une valeur maximale d’une amplitude de bruit, et la définition de la fréquence où se concentre la valeur maximale de l’amplitude de bruit comme fréquence de coupure d’un filtre passe-bas ; le filtrage passe-bas du signal B1 soumis à la transformation de Fourier afin d’obtenir un signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B dans la région de cordon de soudure ; l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence comprenant : le positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, le relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, la répétition M fois du relevé afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, M étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; et le balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, la mise à 0 des valeurs inférieures ou égales àadans le signal de gradient, le relevé de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et le relevé de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut.According to one aspect of the present invention, the present invention relates to an electromagnetic detection method for detecting weld bead defects in a stainless steel tube, and the electromagnetic detection method comprises: detecting a reference block having pre-introduced defects to acquire a system noise value a in a gradient signal of a defect-free weld bead region of the reference block, a maximum value b of a background noise in the gradient signal of the region flawless weld bead location, and a maximum value c of a gradient signal of a flawed weld bead location of the reference block, the reference block having the same specifications, welding process and welding process than those of a weld bead to be detected from stainless steel tube; setting an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and setting the alarm signal value d < at the maximum value c of the gradient signal the location of the weld bead presenting a defect; detecting by sections the weld bead to be detected of the stainless steel tube and, when a gradient signal during the detection is found to be greater than the alarm signal value d , determining that a region of the bead of the weld to be detected possibly presents a defect; and polishing the region determined to possibly have a defect and then detecting the region N times, when the gradient signals of the N times detections are all greater than the alarm signal value d , confirming that the region has a default ; and, when a gradient signal from the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , confirming that the region is free from defects, N being a positive integer greater than or equal to 2 ; the electromagnetic detection method further comprising acquiring a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by an electromagnetic detection probe before acquiring the system noise value a in the gradient signal of the defect-free weld bead region of the reference block, the maximum value b of the noise floor in the gradient signal of the defect-free weld bead region and the maximum value c of the gradient of the weld bead location having a defect of the reference block, the electromagnetic detection probe being configured to detect the weld bead to be detected from the reference block or from the stainless steel tube; acquiring the gradient signal corresponding to the magnetic field signal based on the magnetic field signal sensed by the electromagnetic sensing probe comprising: applying an alternating magnetic field in the electromagnetic sensing probe; acquiring a tangential magnetic field signal B along a circumferential direction of the stainless steel tube in a weld bead region of the weld bead to be detected from the reference block or the stainless steel tube by the electromagnetic detection probe ; differentiating the tangential magnetic field signal B to obtain a signal B0; setting to 0 the values greater than or equal to 0 in the signal B0, and taking the absolute values of the values less than 0 in the signal B0 in order to obtain a signal B1; the Fourier transformation of the signal B1 in order to obtain a frequency where a maximum value of a noise amplitude is concentrated, and the definition of the frequency where the maximum value of the noise amplitude is concentrated as the cutoff frequency of a low pass filter; low-pass filtering the Fourier transformed signal B1 to obtain a gradient signal B2 corresponding to the magnetic field signal B in the weld bead region; acquiring the system noise value a in the gradient signal of the flawless weld bead region of the reference block, the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the weld bead region without fault and the maximum value c of the gradient signal of the weld bead region having a fault of the reference block comprising: the fixed positioning of the electromagnetic detection probe in the weld bead region without fault of the reference, taking a maximum value in the gradient signal of the defect-free weld bead region, repeating the reading M times to calculate an average value as the system noise value a , M being a positive integer greater than or equal to 2; and the uniform speed sweeping of the electromagnetic detection probe along a weld bead direction of the reference block, the setting to 0 of the values less than or equal to a in the gradient signal, the recording of the maximum value b of the noise background in the gradient signal of the region of weld bead without defect, and the reading of the maximum value c of the gradient signal of the place of weld bead having a defect.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de détection électromagnétique comprend en outre : avant la détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable, le nettoyage et le polissage du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable sur une étendue comportant une surface du cordon de soudure à détecter et des zones affectées thermiquement des deux côtés du cordon de soudure à détecter de façon à ce qu’une irrégularité de surface du cordon de soudure à détecter soit inférieure à ±1 mm.In one embodiment of the present invention, the method of electromagnetic detection further comprises: before the detection by sections of the weld bead to be detected of the stainless steel tube, the cleaning and the polishing of the weld bead to be detected of the tube in stainless steel over an area comprising a surface of the weld bead to be detected and heat-affected zones on both sides of the weld bead to be detected such that a surface irregularity of the weld bead to be detected is less than ±1 mm .
Dans un mode de réalisation de la présente invention, l’intervalle prédéfini est [2, 3], et N=M=3.In one embodiment of the present invention, the predefined interval is [2, 3], and N=M=3.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de détection électromagnétique comprend : la réalisation de P trous préintroduits de manière uniforme suivant une direction circonférentielle du cordon de soudure du bloc de référence avant la détection du bloc de référence, une taille de chacun des trous préintroduits ne dépassant pas 80 % d’un défaut d’affichage circulaire admissible, et P étant un entier positif supérieur à 2.In one embodiment of the present invention, the electromagnetic detection method comprises: the production of P pre-introduced holes in a uniform manner along a circumferential direction of the weld bead of the reference block before the detection of the reference block, a size of each pre-introduced holes not exceeding 80% of an allowable circular display defect, and P being a positive integer greater than 2.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de détection électromagnétique est en outre adapté à détecter des défauts de cordon de soudure dans une plaque en acier inoxydable, et le tube en acier inoxydable est remplacé par la plaque en acier inoxydable.In one embodiment of the present invention, the electromagnetic detection method is further adapted to detect weld bead defects in a stainless steel plate, and the stainless steel tube is replaced by the stainless steel plate.
Selon un autre aspect de la présente invention, la présente invention concerne un système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable, et le système de détection électromagnétique comprend un ordinateur supérieur et une sonde de détection électromagnétique, la sonde de détection électromagnétique étant configurée pour détecter un cordon de soudure à détecter d’un bloc de référence ou du tube en acier inoxydable, l’ordinateur supérieur comportant un module d’acquisition, un module de définition et un module de détermination, le module d’acquisition étant connecté électriquement à la sonde de détection électromagnétique et configuré pour acquérir un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique, l’acquisition du signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique comprenant : l’application d’un champ magnétique alternatif dans la sonde de détection électromagnétique ; l’acquisition d’un signal de champ magnétique tangentiel B suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable dans une région de cordon de soudure du cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable par la sonde de détection électromagnétique ; la différentiation du signal de champ magnétique tangentiel B afin d’obtenir un signal B0 ; la mise à 0 des valeurs supérieures ou égales à 0 dans le signal B0, et la prise des valeurs absolues des valeurs inférieures à 0 dans le signal B0 afin d’obtenir un signal B1 ; la transformation de Fourier du signal B1 afin d’obtenir une fréquence où se concentre une valeur maximale d’une amplitude de bruit, et la définition de la fréquence où se concentre la valeur maximale de l’amplitude de bruit comme fréquence de coupure d’un filtre passe-bas ; le filtrage passe-bas du signal B1 soumis à la transformation de Fourier afin d’obtenir un signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B dans la région de cordon de soudure ; le module d’acquisition étant configuré en outre pour acquérir une valeur de bruit systèmeadans un signal de gradient d’une région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, une valeur maximalebd’un bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et une valeur maximalecd’un signal de gradient d’un endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence après l’acquisition d’un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique, le bloc de référence ayant les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage que ceux du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable ; l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence comprenant : le positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, le relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, la répétition M fois du relevé afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, M étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; et le balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, la mise à 0 des valeurs inférieures ou égales àadans le signal de gradient, le relevé de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et le relevé de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ; le module de définition étant configuré pour définir une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et définir la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ; et le module de détermination étant connecté électriquement à la sonde de détection électromagnétique et configuré pour : déterminer qu’une région du cordon de soudure à détecter présente éventuellement un défaut et afficher un résultat de détermination lorsqu’un signal de gradient, pendant que la sonde de détection électromagnétique détecte par tronçons le cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable, s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed; confirmer que la région présente un défaut et afficher un résultat de confirmation lorsque les signaux de gradient des détections N fois, après que la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut a été polie, sont tous supérieurs à la valeur de signal de signal d’alarmed; et confirmer que la région ne présente pas de défaut et afficher un résultat de confirmation lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2.According to another aspect of the present invention, the present invention relates to an electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a stainless steel tube, and the electromagnetic detection system comprises an upper computer and an electromagnetic detection probe, the electromagnetic detection probe being configured to detect a weld bead to be detected from a reference block or from the stainless steel tube, the upper computer comprising an acquisition module, a definition module and a determination module, the acquisition module being electrically connected to the electromagnetic detection probe and configured to acquire a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe, the acquisition of the gradient signal corresponding to the magnetic field signal based on the magnetic field signal sensed by the electromagnetic sensing probe comprising: applying an alternating magnetic field in the electromagnetic sensing probe; acquiring a tangential magnetic field signal B along a circumferential direction of the stainless steel tube in a weld bead region of the weld bead to be detected from the reference block or the stainless steel tube by the electromagnetic detection probe ; differentiating the tangential magnetic field signal B to obtain a signal B0; setting to 0 the values greater than or equal to 0 in the signal B0, and taking the absolute values of the values less than 0 in the signal B0 in order to obtain a signal B1; the Fourier transformation of the signal B1 in order to obtain a frequency where a maximum value of a noise amplitude is concentrated, and the definition of the frequency where the maximum value of the noise amplitude is concentrated as the cutoff frequency of a low pass filter; low-pass filtering the Fourier transformed signal B1 to obtain a gradient signal B2 corresponding to the magnetic field signal B in the weld bead region; the acquisition module being further configured to acquire a system noise value a in a gradient signal of a flawless weld bead region of the reference block, a maximum value b of a background noise in the signal gradient of the defect-free weld bead region, and a maximum value c of a gradient signal of a weld bead location having a defect of the reference block after the acquisition of a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe, the reference block having the same specifications, welding method and welding process as those of the weld bead to be detected of the stainless steel tube; acquiring the system noise value a in the gradient signal of the flawless weld bead region of the reference block, the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the weld bead region without fault and the maximum value c of the gradient signal of the weld bead region having a fault of the reference block comprising: the fixed positioning of the electromagnetic detection probe in the weld bead region without fault of the reference, taking a maximum value in the gradient signal of the defect-free weld bead region, repeating the reading M times to calculate an average value as the system noise value a , M being a positive integer greater than or equal to 2; and the uniform speed sweeping of the electromagnetic detection probe along a weld bead direction of the reference block, the setting to 0 of the values less than or equal to a in the gradient signal, the recording of the maximum value b of the noise background in the gradient signal of the region of weld bead without defect, and the reading of the maximum value c of the gradient signal of the place of weld bead having a defect; the definition module being configured to define an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and to define the alarm signal value d < at the maximum value c of the signal of gradient of the weld bead location with a defect; and the determination module being electrically connected to the electromagnetic detection probe and configured to: determine that a region of the weld bead to be detected possibly has a defect and display a determination result when a gradient signal, while the probe detects by sections the weld bead to be detected of the stainless steel tube, proves to be greater than the alarm signal value d ; confirming that the region has a defect and displaying a confirmation result when the gradient signals of the N times detections, after the region determined to possibly have a defect has been polished, are all greater than the alarm signal signal value d ; and confirming that the region does not have a defect and displaying a confirmation result when a gradient signal of the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , where N is a positive integer greater than or equal to 2.
Dans un mode de réalisation de la présente invention, la sonde de détection électromagnétique comprend un ensemble de contact, un ensemble sonde et un ensemble de connexion, l’ensemble sonde comprend un boîtier de sonde et des éléments de détection, l’ensemble de contact est situé au fond du boîtier de sonde, et l’ensemble de contact comporte une structure en demi-cercle, la structure en demi-cercle servant à accueillir le tube en acier inoxydable, une première rainure étant ménagée au milieu de la structure en demi-cercle suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable, et la première rainure servant à accueillir le cordon de soudure du tube en acier inoxydable, les éléments de détection sont placés dans le boîtier de sonde, et les éléments de détection comportent des capteurs de champ magnétique, un noyau magnétique, une bobine d’excitation et un circuit de traitement de signaux, une rangée de deuxièmes rainures est ménagée au milieu d’une surface de fond à l’intérieur du boîtier de sonde suivant une direction axiale du tube en acier inoxydable, les deuxièmes rainures sont équidistantes, les deuxièmes rainures servent à caler les capteurs de champ magnétique, et le nombre des deuxièmes rainures est identique au nombre des capteurs de champ magnétique, une troisième rainure est ménagée sur chacune des deux surfaces latérales intérieures opposées du boîtier de sonde suivant la direction axiale du tube en acier inoxydable, et chaque troisième rainure sert à caler le noyau magnétique, la bobine d’excitation est enroulée autour d’une barre transversale du noyau magnétique pour générer le champ magnétique alternatif lors de la mise sous tension d’une alimentation électrique en courant alternatif, et le circuit de traitement de signaux est placé dans un espace entre la bobine d’excitation et une surface de dessus du boîtier de sonde pour traiter des signaux de champ magnétique captés par les capteurs de champ magnétique, une pluralité d’orifices taraudés sont ménagés au niveau d’une ouverture de dessus du boîtier de sonde, l’ensemble de connexion comporte un couvercle de sonde et un connecteur, et le couvercle de sonde comporte une embase et un corps de couvercle, une pluralité de trous taraudés assortis aux orifices taraudés au niveau de l’ouverture de dessus du boîtier de sonde sont ménagés dans l’embase, le couvercle de sonde est fixé au boîtier de sonde par l’embase, un trou de connecteur est ménagé au milieu du corps de couvercle, le connecteur est fixé au couvercle de sonde par le trou de connecteur, et le connecteur est destiné à être connecté à l’ordinateur supérieur.In one embodiment of the present invention, the electromagnetic sensing probe includes a contact assembly, a probe assembly, and a connector assembly, the probe assembly includes a probe housing and sensing elements, the contact assembly is located at the bottom of the probe housing, and the contact assembly has a semicircular structure, the semicircular structure serving to receive the stainless steel tube, a first groove being provided in the middle of the semicircular structure -circle along a circumferential direction of the stainless steel tube, and the first groove serving to accommodate the weld bead of the stainless steel tube, the detection elements are placed in the probe housing, and the detection elements comprise sensors of magnetic field, a magnetic core, an excitation coil and a signal processing circuit, a row of second grooves is formed in the middle of a bottom surface inside the probe casing along an axial direction of the tube stainless steel, the second grooves are equidistant, the second grooves are used to wedge the magnetic field sensors, and the number of the second grooves is identical to the number of the magnetic field sensors, a third groove is formed on each of the two opposite inner side surfaces of the probe housing following the axial direction of the stainless steel tube, and every third groove is used to wedge the magnetic core, the excitation coil is wound around a crossbar of the magnetic core to generate the alternating magnetic field when energizing an alternating current power supply, and the signal processing circuit is placed in a space between the excitation coil and a top surface of the probe housing to process magnetic field signals picked up by the sensors magnetic field, a plurality of threaded holes are provided at a top opening of the probe housing, the connector assembly includes a probe cover and a connector, and the probe cover includes a base and a body cover, a plurality of tapped holes matching the tapped holes at the top opening of the probe housing are formed in the base, the probe cover is fixed to the probe housing by the base, a connector hole is provided in the middle of the cover body, the connector is fixed to the probe cover through the connector hole, and the connector is for connecting to the upper computer.
Le procédé de détection électromagnétique et le système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable proposés par la présente invention permettent d’éliminer l’influence d’un bruit intrinsèque du système de détection électromagnétique sur les résultats de détection par acquisition d’une amplitude de bruit du système de détection électromagnétique lui-même et remplacement d’un signal inférieur ou égal à l’amplitude de bruit du système de détection électromagnétique par 0 dans les signaux de détection suivants ; par ailleurs, grâce à l’acquisition d’une valeur maximale d’un bruit de fond du système de détection électromagnétique durant le balayage et à la définition d’une valeur de signal d’alarme sur la base de la valeur maximale du bruit de fond, le procédé de détection électromagnétique et le système de détection électromagnétique suppriment les influences sur les résultats de détection d’un certain nombre de facteurs perturbateurs tels qu’une irrégularité d’une surface de cordon de soudure, un tremblement lors du soulèvement de la sonde de détection électromagnétique, une fluctuation d’une vitesse de détection et autres, améliorent la fiabilité et la précision de la détection, et permettent d’éliminer efficacement tout risque potentiel pour la sécurité.The electromagnetic detection method and the electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a stainless steel tube proposed by the present invention make it possible to eliminate the influence of an intrinsic noise of the electromagnetic detection system on the results. detection by acquiring a noise amplitude of the electromagnetic detection system itself and replacing a signal less than or equal to the noise amplitude of the electromagnetic detection system by 0 in the following detection signals; further, by acquiring a maximum value of a background noise of the electromagnetic detection system during scanning and setting an alarm signal value based on the maximum value of the noise of bottom, the electromagnetic detection method and the electromagnetic detection system suppress influences on the detection results of a number of disturbing factors such as unevenness of a weld bead surface, tremor when lifting the electromagnetic detection probe, a fluctuation of a detection speed and the like, improve the reliability and accuracy of detection, and can effectively eliminate any potential safety hazard.
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Description détaillée des modes de réalisationDetailed Description of Embodiments
Pour permettre à l’homme du métier de mieux comprendre les solutions techniques de la présente invention, une description plus détaillée de mises en œuvre de la présente invention va maintenant être donnée en référence aux dessins et modes de réalisation.To enable those skilled in the art to better understand the technical solutions of the present invention, a more detailed description of implementations of the present invention will now be given with reference to the drawings and embodiments.
Premier mode de réalisation :First embodiment:
Comme le montre la
Étape 101, détection d’un bloc de référence ayant des défauts préintroduits afin d’acquérir une valeur de bruit systèmeadans un signal de gradient d’une région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, une valeur maximalebd’un bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et une valeur maximalecd’un signal de gradient d’un endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence, le bloc de référence ayant les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage que ceux d’un cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable ;Step 101, detecting a reference block having pre-introduced defects to acquire a system noise value a in a gradient signal of a defect-free weld bead region of the reference block, a maximum value b of a noise floor in the gradient signal of the defect-free weld bead region, and a maximum value c of a gradient signal of a defect weld bead location of the reference block, the reference block having the same specifications, welding method and welding process as those of a weld bead to be detected from stainless steel tube;
Étape 102, définition d’une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et définition de la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ;Step 102, setting an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and setting the alarm signal value d < at the maximum value c of the gradient signal the location of the weld bead presenting a defect;
Étape 103, détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable et, lorsqu’un signal de gradient durant la détection s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed, détermination qu’une région du cordon du soudure à détecter présente éventuellement un défaut ; etStep 103, detecting by sections of the weld bead to be detected of the stainless steel tube and, when a gradient signal during the detection is found to be greater than the alarm signal value d , determining that a region of the bead of the weld to be detected possibly presents a defect; And
Étape 104, polissage de la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut puis détection N fois de la région, lorsque les signaux de gradient des détections N fois sont tous supérieurs à la valeur de signal d’alarmed, confirmation que la région présente un défaut ; et, lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, confirmation que la région ne présente pas de défaut, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2.Step 104, polishing the region determined to possibly have a defect then detecting the region N times, when the gradient signals of the N times detections are all greater than the alarm signal value d , confirming that the region has a defect ; and, when a gradient signal of the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , confirming that the region does not have a defect, N being a positive integer greater than or equal to 2.
Dans le présent mode de réalisation, le bloc de référence a les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage (par ex. niveau d’automatisation) que le cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable à paroi mince pour le génie nucléaire. À titre d’exemple, P trous préintroduits ménagés dans le but de simuler des pores sont réalisés suivant une direction circonférentielle du cordon de soudure du bloc de référence, une taille de chacun des trous préintroduits ne dépassant pas 80 % d’un défaut d’affichage circulaire admissible, et P étant un entier positif supérieur à 2 (comme le montrent les
En variante, à l’Étape 101, le procédé de détection électromagnétique du présent mode de réalisation comprend en outre l’acquisition d’un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par une sonde de détection électromagnétique 2 (décrite par la suite) avant l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence, la sonde de détection électromagnétique 2 étant configurée pour détecter le cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable.Alternatively, at Step 101, the electromagnetic sensing method of this embodiment further comprises acquiring a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal sensed by a sensor probe. electromagnetic detection 2 (described later) before the acquisition of the system noise value a in the gradient signal of the defect-free weld bead region of the reference block, of the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the flawless weld bead region and the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a flaw of the reference block, the electromagnetic detection probe 2 being configured to detect the bead to be detected from the reference block or the stainless steel tube.
Dans le présent mode de réalisation, lorsque les défauts de cordon de soudure dans le cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable sont détectés, un signal de champ magnétique est détecté par des capteurs de champ magnétique 20 de la sonde de détection électromagnétique 2. Or, le signal de champ magnétique est un signal dans le domaine temporel qui est sensible aux perturbations ambiantes et se prête peu à l’identification et l’extraction d’un signal de défaut. Le signal de champ magnétique détecté est donc converti en un signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique dans le présent mode de réalisation.In the present embodiment, when the weld bead defects in the weld bead to be detected of the reference block or the stainless steel tube are detected, a magnetic field signal is detected by magnetic field sensors 20 of the electromagnetic detection probe 2. However, the magnetic field signal is a signal in the time domain which is sensitive to ambient disturbances and does not lend itself well to the identification and extraction of a fault signal. The detected magnetic field signal is therefore converted into a gradient signal corresponding to the magnetic field signal in the present embodiment.
En variante, l’acquisition du signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique 2 comprend plus particulièrement les Étapes S1 à S6.Alternatively, the acquisition of the gradient signal corresponding to the magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe 2 more particularly comprises Steps S1 to S6.
À l’étape S1, on applique un champ magnétique alternatif dans la sonde de détection électromagnétique 2.In step S1, an alternating magnetic field is applied in the electromagnetic detection probe 2.
Dans le présent mode de réalisation, étant donné que le tube en acier inoxydable est constitué d’un matériau non ferromagnétique et qu’il n’est pas possible d’utiliser un champ géomagnétique ou autre pour la conduction de la détection électromagnétique, on applique un champ magnétique alternatif additionnel. Plus précisément, un noyau magnétique 30 et une bobine d’excitation 40 sont placés dans la sonde de détection électromagnétique 2, la bobine d’excitation 40 est connectée à une alimentation électrique en courant alternatif et un champ magnétique alternatif est alors généré dans la sonde de détection électromagnétique 2 pour permettre ainsi à la sonde de détection électromagnétique 2 de détecter le cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable (comme le montre la
À l’étape S2, on acquiert au moyen de la sonde de détection électromagnétique 2 un signal de champ magnétique tangentiel B suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable dans une région de cordon de soudure du cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable, comme le montre la
Dans le présent mode de réalisation, étant donné qu’un champ magnétique tangentiel utilisé comme champ magnétique principal possède une forte intensité de signal de champ magnétique et est sensible aux défauts volumiques tels que les pores, les inclusions de laitier et autres, l’utilisation du signal de champ magnétique B suivant une direction tangentielle d’un cordon de soudure circonférentiel du tube en acier inoxydable comme signal de détection d’origine (signal de champ magnétique d’origine) est utile à la découverte des défauts tels que des pores et des inclusions de laitier dans le cordon de soudure du tube en acier inoxydable à paroi mince. Comme le montre la
À l’étape S3, on différentie le signal de champ magnétique tangentiel B afin d’obtenir un signal B0, comme le montre la
Dans le présent mode de réalisation, un taux de variation du signal de champ magnétique d’origine est obtenu par différentiation du signal de champ magnétique tangentiel B.In the present embodiment, a rate of change of the original magnetic field signal is obtained by differentiating the tangential magnetic field signal B.
À l’étape S4, on met à 0 les valeurs supérieures ou égales à 0 dans le signal B0, et on prend les valeurs absolues des valeurs inférieures à 0 dans le signal B0 afin d’obtenir le signal B1, comme le montre la
Dans le présent mode de réalisation, étant donné que le signal B0 présente un pic supérieur et un pic inférieur (deux pics au total), ce qui n’est pas cohérent avec le signal de champ magnétique d’origine B qui ne présente qu’un seul pic, l’évaluation intuitive d’un pic de signal d’un bruit ou d’un défaut s’en trouvera affectée. Des résultats d’essai permettent en outre de conclure que l’acquisition du pic inférieur du signal B0 est plus propice à l’identification efficace d’une variation brusque du signal, si bien qu’un traitement de transformation numérique est réalisé sur le signal B0 afin d’obtenir le signal B1.In the present embodiment, since the B0 signal has an upper peak and a lower peak (two peaks in total), which is not consistent with the original magnetic field signal B which only has a single peak, the intuitive evaluation of a signal peak, noise or defect will be affected. Test results also lead to the conclusion that the acquisition of the lower peak of the B0 signal is more conducive to the effective identification of an abrupt variation of the signal, so that a digital transformation processing is carried out on the signal. B0 in order to obtain the B1 signal.
À l’étape S5, on procède à la transformation de Fourier du signal B1 afin d’obtenir une fréquence où se concentre une valeur maximale d’une amplitude de bruit, et on définit la fréquence où se concentre la valeur maximale de l’amplitude de bruit comme fréquence de coupure d’un filtre passe-bas.In step S5, the Fourier transformation of the signal B1 is carried out in order to obtain a frequency where a maximum value of a noise amplitude is concentrated, and the frequency is defined where the maximum value of the amplitude is concentrated. of noise as the cutoff frequency of a low-pass filter.
À l’étape S6, on soumet à un filtrage passe-bas le signal B1 soumis à la transformation de Fourier afin d’obtenir un signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B dans la région de cordon de soudure, comme le montre la
Dans le présent mode de réalisation, le signal dans le domaine temporel B1 sur lequel le traitement de transformation numérique a été réalisé est converti en un signal dans le domaine fréquentiel aux Étapes S5 et S6 dans le but de faciliter l’identification d’une variation brusque du signal. À ce stade, le signal de champ magnétique d’origine B qui a été détecté est converti en le signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B de manière à présenter intuitivement la variation brusque du signal et améliorer ainsi avantageusement la précision des résultats de détection.In the present embodiment, the time domain signal B1 on which the digital transform processing has been performed is converted into a frequency domain signal in Steps S5 and S6 for the purpose of facilitating the identification of a variation sudden signal. At this point, the original magnetic field signal B which has been detected is converted into the gradient signal B2 corresponding to the magnetic field signal B so as to intuitively present the abrupt variation of the signal and thus advantageously improve the accuracy of the results. of detection.
En variante, à l’Étape 101, l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence comprend : le positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique 2 dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, le relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, la répétition M fois du relevé afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, M étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; et le balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique 2 suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, la mise à 0 des valeurs inférieures ou égales àadans le signal de gradient, le relevé de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et le relevé de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut.Alternatively, in Step 101, acquiring the system noise value a in the gradient signal of the defect-free weld bead region of the reference block, the maximum background noise value b in the signal of the gradient of the flawless weld bead region and of the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a flaw of the reference block comprises: the fixed positioning of the electromagnetic detection probe 2 in the defect-free weld bead region of the reference block, taking a maximum value in the gradient signal of the defect-free weld bead region, repeating the reading M times to calculate an average value as a noise value system a , M being a positive integer greater than or equal to 2; and the uniform speed sweeping of the electromagnetic detection probe 2 along a weld bead direction of the reference block, the setting to 0 of the values less than or equal to a in the gradient signal, the recording of the maximum value b of the noise floor in the gradient signal of the weld bead region without defect, and the reading of the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a defect.
Dans le présent mode de réalisation, la valeur de bruit systèmea(autrement dit un bruit intrinsèque) du système de détection électromagnétique est acquise par détection fixe de la région de cordon de soudure sans défaut et, pour empêcher que le bruit intrinsèque du système de détection électromagnétique n’influence les résultats de détection de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut, un traitement de données est réalisé sur les données dans le signal de gradient inférieures ou égales àadans la détection suivante. À titre d’exemple, lorsque la région de cordon de soudure sans défaut est détectée, les données dans le signal de gradient inférieures ou égales àasont remplacées par 0 afin de faciliter une identification et une extraction efficaces de la valeur maximalebdu bruit de fond et d’éliminer l’influence du bruit système sur les résultats de détection. La valeur moyenne des valeurs maximales dans les signaux de gradient de M essais est par ailleurs calculée afin de réduire une erreur d’essai et faciliter l’amélioration de la précision de détection. À titre d’exemple, M peut être égal à 3.In the present embodiment, the system noise value a (i.e. an intrinsic noise) of the electromagnetic detection system is acquired by fixed detection of the defect-free weld bead region and, to prevent the intrinsic noise of the system from electromagnetic detection does not influence the results of detection of the weld bead location having a defect, data processing is carried out on the data in the gradient signal less than or equal to a in the following detection. For example, when the defect-free weld bead region is detected, data in the gradient signal less than or equal to a is replaced with 0 to facilitate efficient identification and extraction of the maximum value b of the noise. background noise and eliminate the influence of system noise on the detection results. The average value of the maximum values in the gradient signals of M trials is further calculated to reduce trial error and facilitate improvement of detection accuracy. For example, M can be equal to 3.
À l’Étape 102, on définit une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et on définit la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut.In Step 102, set an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and set the alarm signal value d < at the maximum value c of the signal gradient of the weld bead location with a defect.
Dans le présent mode de réalisation, des essais ont montré qu’un intervalle prédéfini [2, 3] peut convenir, et la valeur de signal d’alarmedest définie pour être égale à la valeur maximalebdu bruit de fond multipliée par l’intervalle prédéfini de manière à identifier efficacement un signal de défaut et éliminer efficacement l’influence du bruit de fond sur les résultats de détection, la valeur maximalebdu bruit de fond comportant des bruits dus à un certain nombre de facteurs perturbateurs tels qu’une irrégularité d’une surface de cordon de soudure, un tremblement lors du soulèvement de la sonde de détection électromagnétique, une fluctuation d’une vitesse de détection et autres.In the present embodiment, tests have shown that a predefined interval [2, 3] may be suitable, and the alarm signal value d is defined to be equal to the maximum value b of the background noise multiplied by l 'predefined interval so as to effectively identify a fault signal and effectively eliminate the influence of the background noise on the detection results, the maximum value b of the background noise including noises due to a number of disturbing factors such as unevenness of a weld bead surface, shaking when lifting the electromagnetic detection probe, fluctuation of detection speed and the like.
À l’Étape 103, on détecte par tronçons le cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable et, lorsqu’un signal de gradient durant la détection s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed, on détermine qu’une région du cordon du soudure à détecter présente éventuellement un défaut (comme le montre la
Dans le présent mode de réalisation, la sonde de détection électromagnétique 2 est utilisée pour détecter par tronçons le cordon de soudure dans le tube en acier inoxydable à paroi mince pour le génie nucléaire, et il est fait en sorte que les détections de tous les tronçons se chevauchent sans créer de région manquante durant la détection. Lorsque le signal de gradient durant la détection s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed, on détermine qu’une région du cordon de soudure à détecter présente éventuellement un défaut. Il convient de noter qu’à l’Étape 103 les données inférieures ou égales àadans le signal de gradient sont également remplacées par 0 afin de faciliter une identification et une extraction efficaces du signal de défaut.In the present embodiment, the electromagnetic detection probe 2 is used to detect by sections the weld bead in the thin-walled stainless steel tube for nuclear engineering, and it is made that the detections of all the sections overlap without creating a missing region during detection. When the gradient signal during detection proves to be greater than the alarm signal value d , it is determined that a region of the weld bead to be detected possibly has a defect. Note that in Step 103 data less than or equal to a in the gradient signal is also replaced with 0 to facilitate efficient identification and extraction of the fault signal.
En variante, dans le but d’améliorer encore la précision de détection, à l’Étape 103, le procédé de détection électromagnétique comprend en outre : avant la détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable, le nettoyage et le polissage du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable sur une étendue comportant une surface du cordon de soudure à détecter et des zones affectées thermiquement des deux côtés du cordon de soudure à détecter de façon à ce qu’une irrégularité de surface du cordon de soudure à détecter soit inférieure à ±1 mm et qu’une région détectée soit exempte de projections de soudure, de limaille de fer, de saletés graisseuses et autres impuretés.Alternatively, with the aim of further improving the detection accuracy, in Step 103, the electromagnetic detection method further comprises: before the detection by sections of the weld bead to be detected of the stainless steel tube, the cleaning and polishing the weld bead to be detected of the stainless steel tube over an area comprising a surface of the weld bead to be detected and heat-affected zones on both sides of the weld bead to be detected so that a surface irregularity of the weld bead to be detected is less than ±1 mm and that a detected region is free of weld spatter, iron filings, greasy dirt and other impurities.
À l’Étape 104, on polit la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut puis on la détecte N fois, lorsque les signaux de gradient des détections N fois sont tous supérieurs à la valeur de signal d’alarmed, on confirme que la région présente un défaut ; et, lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, on confirme que la région ne présente pas de défaut, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2.In Step 104, the region determined to possibly have a defect is polished and then detected N times, when the gradient signals of the N times detections are all greater than the alarm signal value d , it is confirmed that the region has a defect; and, when a gradient signal of the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , it is confirmed that the region does not have a defect, N being a positive integer greater than or equal to 2 .
Dans le présent mode de réalisation, afin de réduire davantage un taux d’erreurs d’évaluation, la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut est polie puis détectée N fois, N pouvant, par exemple, être égal à 3. Lorsque le signal de gradient de la détection au moins une fois n’est pas supérieur à la valeur de signal d’alarmed, il est confirmé que la région ne présente pas de défaut, mais qu’elle contient uniquement un bruit dû à une irrégularité d’une structure de cordon de soudure ou à un tremblement lors du soulèvement de la sonde de détection électromagnétique (comme le montre la
Comparé au contrôle par ressuage classique, le procédé de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable du présent mode de réalisation est capable de détecter un défaut interne d’un cordon de soudure du tube en acier inoxydable ; et, comparé au contrôle par radiographie classique, le procédé de détection électromagnétique du présent mode de réalisation ne produit pas de rayonnements nocifs, ne nécessite pas de créneau horaire spécial séparé, et offre une grande efficacité de détection.Compared with the conventional penetrant inspection, the electromagnetic detection method for detecting weld bead defects in a stainless steel tube of the present embodiment is capable of detecting an internal defect of a weld bead of the stainless steel tube; and, compared to the conventional radiographic inspection, the electromagnetic detection method of the present embodiment does not produce harmful radiation, does not require a separate special time slot, and offers high detection efficiency.
Dans le procédé de détection électromagnétique du présent mode de réalisation, on positionne fixement la sonde de détection électromagnétique dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, on relève une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, on répète trois fois le relevé de la manière indiquée ci-dessus afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, et on remplace les données inférieures ou égales àadans le signal de gradient acquis par 0 dans la détection suivante afin d’éliminer l’influence du bruit intrinsèque sur les résultats de détection ; et on balaie à vitesse uniforme la sonde de détection électromagnétique suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, on acquiert la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, on acquiert la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut, et on définit judicieusement la valeur de signal d’alarmedsur la base de la valeur maximalebdu bruit de fond, la valeur maximalebdu bruit de fond comportant des signaux de bruit dus à un certain nombre de facteurs perturbateurs tels qu’une irrégularité d’une surface de cordon de soudure, un tremblement lors du soulèvement de la sonde de détection électromagnétique, une fluctuation d’une vitesse de détection et autres.In the electromagnetic detection method of the present embodiment, the electromagnetic detection probe is fixedly positioned in the flawless weld bead region of the reference block, a maximum value is noted in the gradient signal of the weld bead region of the reference block. flawless welding, the reading is repeated three times in the manner indicated above in order to calculate an average value as the system noise value a , and the data less than or equal to a in the acquired gradient signal are replaced by 0 in the subsequent detection to eliminate the influence of intrinsic noise on the detection results; and the electromagnetic detection probe is scanned at uniform speed along a weld bead direction of the reference block, the maximum value b of the background noise is acquired in the gradient signal of the weld bead region without fault, the maximum value c of the gradient signal of the spot of the weld bead having a defect, and the value of the alarm signal d is judiciously defined on the basis of the maximum value b of the background noise, the maximum value b of the background noise comprising noise signals due to a number of disturbing factors such as unevenness of a weld bead surface, tremor when lifting the electromagnetic detection probe, fluctuation of a detection speed and others.
La définition de la valeur de signal d’alarmedà 2 à 3 fois la valeur maximalebdu bruit de fond permet de supprimer complètement l’influence de ces facteurs perturbateurs et d’améliorer la fiabilité et la précision de la détection.Setting the alarm signal value d to 2 to 3 times the maximum value b of the background noise completely eliminates the influence of these disturbing factors and improves the reliability and accuracy of detection.
Dans le procédé de détection électromagnétique, le signal de champ magnétique B suivant la direction tangentielle du cordon de soudure circonférentiel du tube en acier inoxydable est utilisé comme signal de détection d’origine.In the electromagnetic detection method, the magnetic field signal B along the tangential direction of the circumferential weld bead of the stainless steel tube is used as the origin detection signal.
Pour le procédé de détection électromagnétique, étant donné que le champ magnétique tangentiel utilisé comme champ magnétique principal possède une forte intensité de signal de champ magnétique et est sensible à des défauts volumiques tel que des pores, des inclusions de laitier et autres, la découverte des défauts tels que les pores et les inclusions de laitier dans le cordon de soudure du tube en acier inoxydable à paroi mince s’en trouve facilitée, et la fiabilité et la précision de la détection encore améliorées.For the electromagnetic detection method, since the tangential magnetic field used as the main magnetic field has a strong magnetic field signal intensity and is sensitive to volume defects such as pores, slag inclusions and the like, the discovery of defects such as pores and slag inclusions in the weld bead of the thin-walled stainless steel tube are facilitated, and detection reliability and accuracy are further improved.
Deuxième mode de réalisation :Second embodiment:
Le présent mode de réalisation concerne un système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable. Comme le montre la
La sonde de détection électromagnétique 2 est configurée pour détecter un cordon de soudure à détecter d’un bloc de référence ou du tube en acier inoxydable.The electromagnetic detection probe 2 is configured to detect a weld bead to be detected from a reference block or from the stainless steel tube.
Comme le montre la
Le module d’acquisition 11 est connecté électriquement à la sonde de détection électromagnétique 2 et configuré pour acquérir un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique 2, l’acquisition du signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique 2 comprenant : l’application d’un champ magnétique alternatif dans la sonde de détection électromagnétique 2 ; l’acquisition d’un signal de champ magnétique tangentiel B suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable dans une région de cordon de soudure du cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable par la sonde de détection électromagnétique 2 ; la différentiation du signal de champ magnétique tangentiel B afin d’obtenir un signal B0 ; la mise à 0 des valeurs supérieures ou égales à 0 dans le signal B0, et la prise des valeurs absolues des valeurs inférieures à 0 dans le signal B0 afin d’obtenir un signal B1 ; la transformation de Fourier du signal B1 afin d’obtenir une fréquence où se concentre une valeur maximale d’une amplitude de bruit, et la définition de la fréquence où se concentre la valeur maximale de l’amplitude de bruit comme fréquence de coupure d’un filtre passe-bas ; le filtrage passe-bas du signal B1 soumis à la transformation de Fourier afin d’obtenir un signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B dans la région de cordon de soudure.The acquisition module 11 is electrically connected to the electromagnetic detection probe 2 and configured to acquire a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe 2, the acquisition the gradient signal corresponding to the magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe 2 comprising: applying an alternating magnetic field in the electromagnetic detection probe 2; acquiring a tangential magnetic field signal B along a circumferential direction of the stainless steel tube in a weld bead region of the weld bead to be detected from the reference block or the stainless steel tube by the electromagnetic detection probe 2; the differentiation of the tangential magnetic field signal B in order to obtain a signal B0; the setting to 0 of the values greater than or equal to 0 in the signal B0, and the taking of the absolute values of the values less than 0 in the signal B0 in order to obtain a signal B1; the Fourier transformation of the signal B1 in order to obtain a frequency where a maximum value of a noise amplitude is concentrated, and the definition of the frequency where the maximum value of the noise amplitude is concentrated as the cutoff frequency of a low pass filter; the low-pass filtering of signal B1 subjected to Fourier transformation in order to obtain a gradient signal B2 corresponding to the magnetic field signal B in the weld bead region.
Le module d’acquisition 11 est configuré en outre pour acquérir une valeur de bruit systèmeadans un signal de gradient d’une région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, une valeur maximalebd’un bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et une valeur maximalecd’un signal de gradient d’un endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence après l’acquisition d’un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique 2, le bloc de référence ayant les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage que ceux du cordon de soudure à détecter dans le tube en acier inoxydable.The acquisition module 11 is further configured to acquire a system noise value a in a gradient signal of a defect-free weld bead region of the reference block, a maximum value b of a background noise in the gradient signal of the defect-free weld bead region, and a maximum value c of a gradient signal of a weld bead location having a defect of the reference block after acquiring a corresponding gradient signal to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe 2, the reference block having the same specifications, welding method and welding process as those of the weld bead to be detected in the tube in stainless steel.
L’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence comprend : le positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique 2 dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, le relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, la répétition M fois du relevé afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, M étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; et le balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique 2 suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, la mise à 0 des valeurs inférieures ou égales àadans le signal de gradient, le relevé de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et le relevé de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut.Acquiring the system noise value a in the gradient signal of the defect-free weld bead region of the reference block, the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the weld bead region without fault and the maximum value c of the gradient signal of the weld bead region having a fault of the reference block comprises: the fixed positioning of the electromagnetic detection probe 2 in the weld bead region without fault of the block reference, reading a maximum value in the gradient signal of the defect-free weld bead region, repeating the reading M times to calculate an average value as the system noise value a , M being a higher positive integer or equal to 2; and the uniform speed sweeping of the electromagnetic detection probe 2 along a weld bead direction of the reference block, the setting to 0 of the values less than or equal to a in the gradient signal, the recording of the maximum value b of the noise floor in the gradient signal of the weld bead region without defect, and the reading of the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a defect.
Le module de définition 12 est configuré pour définir une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et définir la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut.The definition module 12 is configured to define an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and set the alarm signal value d < at the maximum value c of the signal gradient of the weld bead location with a defect.
Le module de détermination 13 est connecté électriquement à la sonde de détection électromagnétique 2 et configuré pour : déterminer qu’une région du cordon de soudure à détecter présente éventuellement un défaut et afficher un résultat de détermination lorsqu’un signal de gradient, pendant que la sonde de détection électromagnétique 2 détecte par tronçons le cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable, s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed; confirmer que la région présente un défaut et afficher un résultat de confirmation lorsque les signaux de gradient des détections N fois, après que la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut a été polie, sont tous supérieurs à la valeur de signal de signal d’alarmed; et confirmer que la région ne présente pas de défaut et afficher un résultat de confirmation lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2.The determination module 13 is electrically connected to the electromagnetic detection probe 2 and configured to: determine that a region of the weld bead to be detected possibly has a defect and display a determination result when a gradient signal, while the electromagnetic detection probe 2 detects by sections the weld bead to be detected of the stainless steel tube, proves to be greater than the value of alarm signal d ; confirming that the region has a defect and displaying a confirmation result when the gradient signals of the N times detections, after the region determined to possibly have a defect has been polished, are all greater than the alarm signal signal value d ; and confirming that the region does not have a defect and displaying a confirmation result when a gradient signal of the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , where N is a positive integer greater than or equal to 2.
En variante, comme le montrent les
L’ensemble de contact est situé au fond du boîtier 10 de sonde, et l’ensemble de contact comporte une structure en demi-cercle 101, la structure en demi-cercle 101 servant à accueillir le tube en acier inoxydable, une première rainure 102 étant ménagée au milieu de la structure en demi-cercle 101 suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable, et la première rainure 102 servant à accueillir le cordon de soudure du tube en acier inoxydable.The contact assembly is located at the bottom of the probe housing 10, and the contact assembly has a semi-circular structure 101, the semi-circle structure 101 serving to accommodate the stainless steel tube, a first groove 102 being formed in the middle of the semicircular structure 101 along a circumferential direction of the stainless steel tube, and the first groove 102 serving to accommodate the weld bead of the stainless steel tube.
Les éléments de détection sont placés dans le boîtier 10 de sonde, et les éléments de détection comportent des capteurs de champ magnétique 20, un noyau magnétique 30, une bobine d’excitation 40 et un circuit de traitement de signaux 50.The sensing elements are placed in the probe housing 10, and the sensing elements include magnetic field sensors 20, a magnetic core 30, an excitation coil 40 and a signal processing circuit 50.
Une rangée de deuxièmes rainures 104 est ménagée au milieu d’une surface de fond à l’intérieur du boîtier 10 de sonde suivant une direction axiale du tube en acier inoxydable, les deuxièmes rainures 104 sont équidistantes, les deuxièmes rainures 104 servent à caler les capteurs de champ magnétique 20, et le nombre des deuxièmes rainures 104 est identique au nombre des capteurs de champ magnétique 20.A row of second grooves 104 is provided in the middle of a bottom surface inside the probe housing 10 along an axial direction of the stainless steel tube, the second grooves 104 are equidistant, the second grooves 104 are used to wedge the magnetic field sensors 20, and the number of the second grooves 104 is identical to the number of the magnetic field sensors 20.
Une troisième rainure 105 est ménagée sur chacune des deux surfaces latérales intérieures opposées du boîtier 10 de sonde suivant la direction axiale du tube en acier inoxydable, et chaque troisième rainure 105 sert à caler le noyau magnétique 30.A third groove 105 is provided on each of the two opposite inner side surfaces of the probe housing 10 along the axial direction of the stainless steel tube, and each third groove 105 serves to wedge the magnetic core 30.
La bobine d’excitation 40 est enroulée autour d’une barre transversale du noyau magnétique 30 pour générer le champ magnétique alternatif lors de la mise sous tension d’une alimentation électrique en courant alternatif, et le circuit de traitement de signaux 50 est placé dans un espace entre la bobine d’excitation 40 et une surface de dessus du boîtier 10 de sonde pour traiter des signaux de champ magnétique captés par les capteurs de champ magnétique 20.The excitation coil 40 is wound around a crossbar of the magnetic core 30 to generate the alternating magnetic field upon energization of an AC power supply, and the signal processing circuit 50 is placed in a space between the excitation coil 40 and a top surface of the probe housing 10 for processing magnetic field signals sensed by the magnetic field sensors 20.
Une pluralité d’orifices taraudés 103 sont ménagés au niveau d’une ouverture de dessus du boîtier 10 de sonde.A plurality of threaded holes 103 are formed at a top opening of the housing 10 of the probe.
L’ensemble de connexion comporte un couvercle 60 de sonde et un connecteur 70.The connector assembly includes a probe cover 60 and a connector 70.
Le couvercle 60 de sonde comporte une embase et un corps de couvercle, une pluralité de trous taraudés 601 assortis aux orifices taraudés 103 au niveau de l’ouverture de dessus du boîtier 10 de sonde sont ménagés dans l’embase, le couvercle 60 de sonde est fixé au boîtier 10 de sonde par l’embase, un trou 602 de connecteur est ménagé au milieu du corps de couvercle, le connecteur 70 est fixé au couvercle 60 de sonde par le trou 602 de connecteur, et le connecteur 70 est destiné à être connecté à l’ordinateur supérieur 1.The probe cover 60 includes a base and a cover body, a plurality of threaded holes 601 matching the threaded holes 103 at the top opening of the probe housing 10 are formed in the base, the probe cover 60 is attached to the probe housing 10 through the base, a connector hole 602 is provided in the middle of the cover body, the connector 70 is attached to the probe cover 60 through the connector hole 602, and the connector 70 is for be connected to the upper computer 1.
Troisième mode de réalisation :Third embodiment:
En prenant à titre d’exemple un tube en acier inoxydable à paroi mince pour le génie nucléaire (un défaut admissible de taille minimale est un trou circulaire d’un diamètre de 0,4 mm) ayant un diamètre de tube de 17,1 mm et pourvu d’un cordon de soudure circonférentiel d’une largeur de 6 mm et d’une surépaisseur excessive de 1 mm, on adopte, dans le présent mode de réalisation, le système de détection électromagnétique pour détecter des défauts de cordon de soudure dans un tube en acier inoxydable à paroi mince pour le génie nucléaire selon le deuxième mode de réalisation pour réaliser des étapes particulières du procédé de détection électromagnétique pour détecter les défauts de cordon de soudure dans le tube en acier inoxydable à paroi mince selon des exigences de détection électromagnétique pour les défauts de cordon de soudure dans le tube en acier inoxydable à paroi mince. Un bloc de référence est conçu pour présenter un diamètre de tube de 17,1 mm, et un cordon de soudure circonférentiel d’une largeur de 6 mm et d’une surépaisseur excessive de 1 mm est réalisé au milieu du bloc de référence. Trois trous d’air chacun d’un diamètre de 0,32 mm et d’une profondeur de 0,32 mm sont ménagés à intervalles réguliers dans une surface intérieure du cordon de soudure circonférentiel suivant une direction circonférentielle du cordon de soudure circonférentiel du bloc de référence. Le procédé de détection électromagnétique selon le présent mode de réalisation comporte les étapes particulières suivantes.Taking as an example a thin-walled stainless steel tube for nuclear engineering (an allowable defect of minimum size is a circular hole with a diameter of 0.4 mm) having a tube diameter of 17.1 mm and provided with a circumferential weld bead with a width of 6 mm and an excess thickness of 1 mm, the present embodiment adopts the electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a thin-walled stainless steel tube for nuclear engineering according to the second embodiment for carrying out particular steps of the electromagnetic detection method for detecting weld bead defects in the thin-walled stainless steel tube according to detection requirements electromagnetic for weld bead defects in thin-walled stainless steel tube. A reference block is designed to have a pipe diameter of 17.1 mm, and a circumferential weld bead with a width of 6 mm and an excess thickness of 1 mm is made in the middle of the reference block. Three air holes each with a diameter of 0.32 mm and a depth of 0.32 mm are provided at regular intervals in an inner surface of the circumferential weld bead in a circumferential direction of the circumferential weld bead of the block reference. The electromagnetic detection method according to the present embodiment comprises the following particular steps.
Étape 301, positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique 2 dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et répétition trois fois du relevé de la manière indiquée ci-dessus ; comme le montrent les
Étape 302, balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique 2 suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, acquisition de la valeur maximale de 37,74 du bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut (comme le montre la
Étape 303, nettoyage et polissage du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable à paroi mince pour le génie nucléaire sur une étendue comportant une surface du cordon de soudure à détecter et des zones affectées thermiquement des deux côtés du cordon de soudure à détecter de façon à ce qu’une irrégularité de surface du cordon de soudure à détecter soit inférieure à ±1 mm et qu’une région détectée soit exempte de projections de soudure, de limaille de fer, de saletés graisseuses et autres impuretés.Step 303, cleaning and polishing the weld bead to be detected of thin-walled stainless steel tube for nuclear engineering over an area comprising a surface of the weld bead to be detected and heat-affected zones on both sides of the weld bead to be detected so that a surface irregularity of the weld bead to be detected is less than ±1 mm and a detected region is free from weld spatter, iron filings, greasy dirt and other impurities.
Étape 304, utilisation de la sonde de détection électromagnétique 2 pour détecter par tronçons le cordon de soudure dans le tube en acier inoxydable pour le génie nucléaire, en veillant à ce que les détections de tous les tronçons se chevauchent sans créer de région manquante durant la détection. Lorsque le signal de gradient durant la détection s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarme 100, détermination qu’une région du cordon de soudure à détecter présente éventuellement un défaut.Step 304, use the electromagnetic detection probe 2 to detect the weld bead in the nuclear engineering stainless steel tube in sections, ensuring that the detections of all the sections overlap without creating a missing region during the detection. When the gradient signal during detection is greater than the alarm signal value 100, determines that a region of the weld bead to be detected may have a defect.
Étape 305, polissage puis détection trois fois de la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut, lorsque les signaux de gradient des détections trois fois sont tous supérieurs à la valeur de signal d’alarme 100 (comme le montrent les
ModificationAmendment
Bien que l’on ait décrit dans ce qui précède le procédé de détection électromagnétique et le système de détection électromagnétique pour détecter les défauts de cordon de soudure dans le tube en acier inoxydable en référence à des premier, deuxième et troisième modes de réalisation, l’invention ne s’y limite aucunement. Le procédé de détection électromagnétique et le système de détection électromagnétique susmentionnés peuvent également s’appliquer à la détection de défauts de cordon de soudure dans une plaque en acier inoxydable. Comme le montre la
Il est bien entendu que les mises en œuvre ci-dessus ne constituent que des modes de réalisation illustratifs donnés à titre explicatif et nullement limitatif d’un principe de la présente invention. L’homme du métier pourra apporter diverses modifications et améliorations sans s’écarter pour autant de l’esprit ni de l’essence de la présente invention, ces modifications et améliorations devant être considérées comme entrant dans le champ d’application de la présente invention.It is understood that the implementations above only constitute illustrative embodiments given by way of explanation and in no way limiting of a principle of the present invention. Those skilled in the art may make various modifications and improvements without thereby departing from the spirit or the essence of the present invention, these modifications and improvements being considered as falling within the scope of the present invention. .
Claims (7)
la détection d’un bloc de référence ayant des défauts préintroduits afin d’acquérir une valeur de bruit systèmeadans un signal de gradient d’une région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, une valeur maximalebd’un bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et une valeur maximalecd’un signal de gradient d’un endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence, le bloc de référence ayant les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage que ceux d’un cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable ;
la définition d’une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et la définition de la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ;
la détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable et, lorsqu’un signal de gradient durant la détection s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed, la détermination qu’une région du cordon de soudure à détecter présente éventuellement un défaut ; et
le polissage de la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut puis la détection N fois de la région, lorsque les signaux de gradient des détections N fois sont tous supérieurs à la valeur de signal d’alarmed, la confirmation que la région présente un défaut ; et, lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, la confirmation que la région ne présente pas de défaut, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ;
le procédé de détection électromagnétique comprenant en outre l’acquisition d’un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par une sonde de détection électromagnétique avant l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence, la sonde de détection électromagnétique étant configurée pour détecter le cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable ;
l’acquisition du signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique comprenant : l’application d’un champ magnétique alternatif dans la sonde de détection électromagnétique ; l’acquisition d’un signal de champ magnétique tangentiel B suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable dans une région de cordon de soudure du cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable par la sonde de détection électromagnétique ; la différentiation du signal de champ magnétique tangentiel B afin d’obtenir un signal B0 ; la mise à 0 des valeurs supérieures ou égales à 0 dans le signal B0, et la prise des valeurs absolues des valeurs inférieures à 0 dans le signal B0 afin d’obtenir un signal B1 ; la transformation de Fourier du signal B1 afin d’obtenir une fréquence où se concentre une valeur maximale d’une amplitude de bruit, et la définition de la fréquence où se concentre la valeur maximale de l’amplitude de bruit comme fréquence de coupure d’un filtre passe-bas ; le filtrage passe-bas du signal B1 soumis à la transformation de Fourier afin d’obtenir un signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B dans la région de cordon de soudure ; et
l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence comprenant :
le positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, le relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, la répétition M fois du relevé afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, M étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; et
le balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, la mise à 0 des valeurs inférieures ou égales àadans le signal de gradient, le relevé de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et le relevé de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut.An electromagnetic detection method for detecting weld bead defects in a stainless steel tube, the electromagnetic detection method comprising:
detecting a reference block having pre-introduced defects to acquire a system noise value a in a gradient signal of a defect-free weld bead region of the reference block, a maximum value b of a noise background in the gradient signal of the defect-free weld bead region, and a maximum value c of a gradient signal of a weld bead location having a defect of the reference block, the reference block having the same specifications, welding method and welding process as that of a weld bead to be detected from stainless steel tube;
setting an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and setting the alarm signal value d < at the maximum value c of the gradient signal the location of the weld bead presenting a defect;
detecting by sections the weld bead to be detected of the stainless steel tube and, when a gradient signal during the detection is found to be greater than the alarm signal value d , determining that a region of the weld bead to be detected possibly presents a defect; And
polishing the region determined to possibly have a defect and then detecting the region N times, when the gradient signals of the N times detections are all greater than the alarm signal value d , confirming that the region has a defect ; and, when a gradient signal from the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , confirming that the region is free from defects, N being a positive integer greater than or equal to 2 ;
the electromagnetic detection method further comprising acquiring a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by an electromagnetic detection probe before acquiring the system noise value a in the gradient signal of the defect-free weld bead region of the reference block, the maximum value b of the noise floor in the gradient signal of the defect-free weld bead region and the maximum value c of the gradient of the weld bead location having a defect of the reference block, the electromagnetic detection probe being configured to detect the weld bead to be detected from the reference block or from the stainless steel tube;
acquiring the gradient signal corresponding to the magnetic field signal based on the magnetic field signal sensed by the electromagnetic sensing probe comprising: applying an alternating magnetic field in the electromagnetic sensing probe; acquiring a tangential magnetic field signal B along a circumferential direction of the stainless steel tube in a weld bead region of the weld bead to be detected from the reference block or the stainless steel tube by the electromagnetic detection probe ; differentiating the tangential magnetic field signal B to obtain a signal B0; setting to 0 the values greater than or equal to 0 in the signal B0, and taking the absolute values of the values less than 0 in the signal B0 in order to obtain a signal B1; the Fourier transformation of the signal B1 in order to obtain a frequency where a maximum value of a noise amplitude is concentrated, and the definition of the frequency where the maximum value of the noise amplitude is concentrated as the cutoff frequency of a low pass filter; low-pass filtering the Fourier transformed signal B1 to obtain a gradient signal B2 corresponding to the magnetic field signal B in the weld bead region; And
acquiring the system noise value a in the gradient signal of the flawless weld bead region of the reference block, the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the weld bead region without defect and the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a defect of the reference block comprising:
the fixed positioning of the electromagnetic detection probe in the defect-free weld bead region of the reference block, the detection of a maximum value in the gradient signal of the defect-free weld bead region, the repetition M times of the raised to calculate an average value as a system noise value a , M being a positive integer greater than or equal to 2; And
the uniform speed scanning of the electromagnetic detection probe along a direction of the weld bead of the reference block, the setting to 0 of the values less than or equal to a in the gradient signal, the recording of the maximum value b of the noise of bottom in the gradient signal of the weld bead region without defect, and the recording of the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a defect.
avant la détection par tronçons du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable, le nettoyage et le polissage du cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable sur une étendue comportant une surface du cordon de soudure à détecter et des zones affectées thermiquement des deux côtés du cordon de soudure à détecter de façon à ce qu’une irrégularité de surface du cordon de soudure à détecter soit inférieure à ±1 mm.A method of electromagnetic detection according to claim 1, the method of electromagnetic detection further comprising:
before detecting the weld bead to be detected of the stainless steel tube in sections, cleaning and polishing the weld bead to be detected of the stainless steel tube over an area comprising a surface of the weld bead to be detected and heat-affected zones on both sides of the weld bead to be detected so that a surface irregularity of the weld bead to be detected is less than ±1 mm.
la réalisation de P trous préintroduits de manière uniforme suivant une direction circonférentielle du cordon de soudure du bloc de référence avant la détection du bloc de référence, une taille de chacun des trous préintroduits ne dépassant pas 80 % d’un défaut d’affichage circulaire admissible, et P étant un entier positif supérieur à 2.A method of electromagnetic detection according to claim 1, the method of electromagnetic detection further comprising:
the production of P pre-introduced holes in a uniform manner along a circumferential direction of the weld bead of the reference block before the detection of the reference block, a size of each of the pre-introduced holes not exceeding 80% of an admissible circular display defect , and P being a positive integer greater than 2.
l’ordinateur supérieur (1) comportant un module d’acquisition (11), un module de définition (12) et un module de détermination (13),
le module d’acquisition (11) étant connecté électriquement à la sonde de détection électromagnétique (2) et configuré pour acquérir un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique (2), l’acquisition du signal de gradient correspondant au signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique (2) comprenant : l’application d’un champ magnétique alternatif dans la sonde de détection électromagnétique (2) ; l’acquisition d’un signal de champ magnétique tangentiel B suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable dans une région de cordon de soudure du cordon de soudure à détecter du bloc de référence ou du tube en acier inoxydable par la sonde de détection électromagnétique (2) ; la différentiation du signal de champ magnétique tangentiel B afin d’obtenir un signal B0 ; la mise à 0 des valeurs supérieures ou égales à 0 dans le signal B0, et la prise des valeurs absolues des valeurs inférieures à 0 dans le signal B0 afin d’obtenir un signal B1 ; la transformation de Fourier du signal B1 afin d’obtenir une fréquence où se concentre une valeur maximale d’une amplitude de bruit, et la définition de la fréquence où se concentre la valeur maximale de l’amplitude de bruit comme fréquence de coupure d’un filtre passe-bas ; le filtrage passe-bas du signal B1 soumis à la transformation de Fourier afin d’obtenir un signal de gradient B2 correspondant au signal de champ magnétique B dans la région de cordon de soudure ;
le module d’acquisition (11) étant configuré en outre pour acquérir une valeur de bruit systèmeadans un signal de gradient d’une région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, une valeur maximalebd’un bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et une valeur maximalecd’un signal de gradient d’un endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence après l’acquisition d’un signal de gradient correspondant à un signal de champ magnétique basé sur le signal de champ magnétique détecté par la sonde de détection électromagnétique (2), le bloc de référence ayant les mêmes spécifications, procédé de soudage et processus de soudage que ceux du cordon de soudure à détecter dans le tube en acier inoxydable ;
l’acquisition de la valeur de bruit systèmeadans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut et de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut du bloc de référence comprenant : le positionnement fixe de la sonde de détection électromagnétique (2) dans la région de cordon de soudure sans défaut du bloc de référence, le relevé d’une valeur maximale dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, la répétition M fois du relevé afin de calculer une valeur moyenne comme valeur de bruit systèmea, M étant un entier positif supérieur ou égal à 2 ; et le balayage à vitesse uniforme de la sonde de détection électromagnétique (2) suivant une direction de cordon de soudure du bloc de référence, la mise à 0 des valeurs inférieures ou égales àadans le signal de gradient, le relevé de la valeur maximalebdu bruit de fond dans le signal de gradient de la région de cordon de soudure sans défaut, et le relevé de la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ;
le module de définition (12) étant configuré pour définir une valeur de signal d’alarmed= à la valeur maximalebdu bruit de fond * un intervalle prédéfini, et définir la valeur de signal d’alarmed< à la valeur maximalecdu signal de gradient de l’endroit de cordon de soudure présentant un défaut ; et
le module de détermination (13) étant connecté électriquement à la sonde de détection électromagnétique (2) et configuré pour : déterminer qu’une région du cordon de soudure à détecter présente éventuellement un défaut et afficher un résultat de détermination lorsqu’un signal de gradient, pendant que la sonde de détection électromagnétique (2) détecte par tronçons le cordon de soudure à détecter du tube en acier inoxydable, s’avère supérieur à la valeur de signal d’alarmed; confirmer que la région présente un défaut et afficher un résultat de confirmation lorsque les signaux de gradient des détections N fois, après que la région déterminée comme présentant éventuellement un défaut a été polie, sont tous supérieurs à la valeur de signal de signal d’alarmed; et confirmer que la région ne présente pas de défaut et afficher un résultat de confirmation lorsqu’un signal de gradient de la détection au moins une fois est inférieur ou égal à la valeur de signal d’alarmed, N étant un entier positif supérieur ou égal à 2.An electromagnetic detection system for detecting weld bead defects in a stainless steel tube, the electromagnetic detection system comprising an upper computer (1) and an electromagnetic detection probe (2), the electromagnetic detection probe (2) being configured to detect a weld bead to be detected from a reference block or from the stainless steel tube,
the upper computer (1) comprising an acquisition module (11), a definition module (12) and a determination module (13),
the acquisition module (11) being electrically connected to the electromagnetic detection probe (2) and configured to acquire a gradient signal corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe ( 2), acquiring the gradient signal corresponding to the magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe (2) comprising: applying an alternating magnetic field in the electromagnetic detection probe (2); acquiring a tangential magnetic field signal B along a circumferential direction of the stainless steel tube in a weld bead region of the weld bead to be detected from the reference block or the stainless steel tube by the electromagnetic detection probe (2); differentiating the tangential magnetic field signal B to obtain a signal B0; setting to 0 the values greater than or equal to 0 in the signal B0, and taking the absolute values of the values less than 0 in the signal B0 in order to obtain a signal B1; the Fourier transformation of the signal B1 in order to obtain a frequency where a maximum value of a noise amplitude is concentrated, and the definition of the frequency where the maximum value of the noise amplitude is concentrated as the cutoff frequency of a low pass filter; low-pass filtering the Fourier transformed signal B1 to obtain a gradient signal B2 corresponding to the magnetic field signal B in the weld bead region;
the acquisition module (11) being further configured to acquire a system noise value a in a gradient signal of a defect-free weld bead region of the reference block, a maximum value b of a background noise in the gradient signal of the defect-free weld bead region, and a maximum value c of a gradient signal of a weld bead location having a defect of the reference block after acquiring a gradient corresponding to a magnetic field signal based on the magnetic field signal detected by the electromagnetic detection probe (2), the reference block having the same specifications, welding method and welding process as those of the weld bead to be detected in the stainless steel tube;
acquiring the system noise value a in the gradient signal of the flawless weld bead region of the reference block, the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the weld bead region without defect and the maximum value c of the gradient signal of the weld bead region having a defect of the reference block comprising: the fixed positioning of the electromagnetic detection probe (2) in the weld bead region without defect of the reference block, reading a maximum value in the gradient signal of the defect-free weld bead region, repeating the reading M times to calculate an average value as the system noise value a , M being an integer positive greater than or equal to 2; and the uniform speed scanning of the electromagnetic detection probe (2) along a weld bead direction of the reference block, the setting to 0 of the values less than or equal to a in the gradient signal, the reading of the maximum value b of the background noise in the gradient signal of the weld bead region without defect, and the reading of the maximum value c of the gradient signal of the weld bead location having a defect;
the definition module (12) being configured to define an alarm signal value d = at the maximum value b of the background noise * a predefined interval, and to define the alarm signal value d < at the maximum value c the gradient signal of the weld bead location having a defect; And
the determination module (13) being electrically connected to the electromagnetic detection probe (2) and configured to: determine that a region of the weld bead to be detected possibly has a defect and display a determination result when a gradient signal , while the electromagnetic detection probe (2) detects the weld bead to be detected of the stainless steel tube in sections, proves to be greater than the alarm signal value d ; confirming that the region has a defect and displaying a confirmation result when the gradient signals of the N times detections, after the region determined to possibly have a defect has been polished, are all greater than the alarm signal signal value d ; and confirming that the region does not have a defect and displaying a confirmation result when a gradient signal of the detection at least once is less than or equal to the alarm signal value d , where N is a positive integer greater than or equal to 2.
l’ensemble de contact est situé au fond du boîtier (10) de sonde, et l’ensemble de contact comporte une structure en demi-cercle (101), la structure en demi-cercle (101) servant à accueillir le tube en acier inoxydable, une première rainure (102) étant ménagée au milieu de la structure en demi-cercle (101) suivant une direction circonférentielle du tube en acier inoxydable, et la première rainure (102) servant à accueillir le cordon de soudure du tube en acier inoxydable,
les éléments de détection sont placés dans le boîtier (10) de sonde, et les éléments de détection comportent des capteurs de champ magnétique (20), un noyau magnétique (30), une bobine d’excitation (40) et un circuit de traitement de signaux (50),
une rangée de deuxièmes rainures (104) est ménagée au milieu d’une surface de fond à l’intérieur du boîtier (10) de sonde suivant une direction axiale du tube en acier inoxydable, les deuxièmes rainures (104) sont équidistantes, les deuxièmes rainures (104) servent à caler les capteurs de champ magnétique (20), et le nombre des deuxièmes rainures (104) est identique au nombre des capteurs de champ magnétique (20),
une troisième rainure (105) est ménagée sur chacune des deux surfaces latérales intérieures opposées du boîtier (10) de sonde suivant la direction axiale du tube en acier inoxydable, et chaque troisième rainure (105) sert à caler le noyau magnétique (30),
la bobine d’excitation (40) est enroulée autour d’une barre transversale du noyau magnétique (30) pour générer le champ magnétique alternatif lors de la mise sous tension d’une alimentation électrique en courant alternatif, et le circuit de traitement de signaux (50) est placé dans un espace entre la bobine d’excitation (40) et une surface de dessus du boîtier (10) de sonde pour traiter des signaux de champ magnétique captés par les capteurs de champ magnétique (20),
une pluralité d’orifices taraudés (103) sont ménagés au niveau d’une ouverture de dessus du boîtier (10) de sonde,
l’ensemble de connexion comporte un couvercle (60) de sonde et un connecteur (70), et
le couvercle (60) de sonde comporte une embase et un corps de couvercle, une pluralité de trous taraudés (601) assortis aux orifices taraudés (103) au niveau de l’ouverture de dessus du boîtier (10) de sonde sont ménagés dans l’embase, le couvercle (60) de sonde est fixé au boîtier (10) de sonde par l’embase, un trou (602) de connecteur est ménagé au milieu du corps de couvercle, le connecteur (70) est fixé au couvercle (60) de sonde par le trou (602) de connecteur, et le connecteur (70) est destiné à être connecté à l’ordinateur supérieur (1).An electromagnetic detection system according to claim 6, wherein the electromagnetic detection probe (2) comprises a contact assembly, a probe assembly and a connection assembly, the probe assembly comprising a probe housing (10) and detection,
the contact assembly is located at the bottom of the probe housing (10), and the contact assembly has a semi-circular structure (101), the semi-circle structure (101) serving to accommodate the steel tube stainless steel, a first groove (102) being formed in the middle of the semicircular structure (101) along a circumferential direction of the stainless steel tube, and the first groove (102) serving to accommodate the weld bead of the steel tube stainless,
the sensing elements are placed in the probe housing (10), and the sensing elements include magnetic field sensors (20), a magnetic core (30), an excitation coil (40) and a processing circuit signals (50),
a row of second grooves (104) is formed in the middle of a bottom surface inside the probe housing (10) along an axial direction of the stainless steel tube, the second grooves (104) are equidistant, the second grooves (104) are used to wedge the magnetic field sensors (20), and the number of second grooves (104) is identical to the number of magnetic field sensors (20),
a third groove (105) is formed on each of the two opposite inner side surfaces of the probe casing (10) along the axial direction of the stainless steel tube, and each third groove (105) serves to wedge the magnetic core (30),
the excitation coil (40) is wound around a crossbar of the magnetic core (30) to generate the alternating magnetic field upon energization of an alternating current power supply, and the signal processing circuit (50) is placed in a space between the excitation coil (40) and a top surface of the probe housing (10) to process magnetic field signals picked up by the magnetic field sensors (20),
a plurality of threaded holes (103) are provided at a top opening of the probe housing (10),
the connector assembly includes a probe cover (60) and a connector (70), and
the probe cover (60) has a base and a cover body, a plurality of threaded holes (601) matching the threaded holes (103) at the top opening of the probe housing (10) are provided in the base, the probe cover (60) is fixed to the probe housing (10) by the base, a connector hole (602) is formed in the middle of the cover body, the connector (70) is fixed to the cover ( 60) of probe through the connector hole (602), and the connector (70) is intended to be connected to the upper computer (1).
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