專利名稱：鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)檢測(cè)方法及裝置。更具體地說是涉及一種用于對(duì)各種鐵磁性鋼管、壓力容器管件和石油用管的端頭進(jìn)行快速質(zhì)量檢測(cè)的方法及裝置，通過檢測(cè)以確定管道的使用安全性。
背景技術(shù)：
鐵磁性管道是在承壓、承重和高扭力狀態(tài)下運(yùn)行。若管道內(nèi)含有缺陷，可能造成泄漏、斷裂、爆炸等事故。已有渦流、漏磁等自動(dòng)檢測(cè)儀器用于對(duì)鐵磁性管道的管體部分進(jìn)行快速質(zhì)量檢測(cè)；如圖1所示，其檢測(cè)方式是采用磁化線圈1對(duì)被測(cè)管道2的管體進(jìn)行磁化以激勵(lì)缺陷信號(hào)。但是，由于在被測(cè)管道的端頭部分，呈現(xiàn)散射磁場(chǎng)12，散射磁場(chǎng)12的法線分量會(huì)淹沒端頭橫向分布缺陷11的缺陷信號(hào)，因此很顯然的是，這種檢測(cè)方式在管道的兩端頭部分存在檢測(cè)盲區(qū)。不容忽視的是在實(shí)際應(yīng)用中，若是在管道的兩端頭部分存在有缺陷， 同樣可能造成泄漏、斷裂、爆炸等事故。目前，國內(nèi)外已有的鐵磁性管道端部檢測(cè)多采用熒光磁粉探傷儀。熒光磁粉檢測(cè)在對(duì)管道端部磁化后，噴灑熒光磁粉，如果管道端頭壁內(nèi)有缺陷，缺陷的磁場(chǎng)會(huì)影響熒光磁粉的軌跡分布。使用熒光燈對(duì)熒光磁粉進(jìn)行照射，再根據(jù)人眼的視覺來發(fā)現(xiàn)熒光磁粉軌跡的異常，實(shí)現(xiàn)缺陷檢測(cè)。實(shí)際應(yīng)用中，這種熒光磁粉法對(duì)于鐵磁性管道端部檢測(cè)存在如下不足1、熒光磁粉檢測(cè)法需要經(jīng)過磁化、噴灑熒光磁粉，再根據(jù)熒光磁粉的軌跡的異常來發(fā)現(xiàn)缺陷的過程，這一過程在對(duì)細(xì)小裂紋進(jìn)行探傷時(shí)，程序繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且敏感程度低；2、若是缺陷出現(xiàn)在管道端頭的內(nèi)壁，則缺陷的磁場(chǎng)在外表面很弱，很難影響熒光磁粉的軌跡分布，這使得采用熒光磁粉檢測(cè)對(duì)管道端頭內(nèi)壁缺陷檢測(cè)的敏感程度較低，并可能因此影響檢測(cè)結(jié)果；3、熒光磁粉檢測(cè)法最終是依靠人的視覺發(fā)現(xiàn)和判斷缺陷的存在，檢測(cè)速度慢、容易漏檢，同時(shí)也不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)?？焖贆z測(cè)，不能滿足管道快速軋制、加工生產(chǎn)線的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種借助引體的鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)方法及裝置，一方面，對(duì)于管道端頭的內(nèi)表面、外表面和內(nèi)部都能實(shí)施缺陷檢測(cè)；另一方面，在管道軋制生產(chǎn)線、管道加工線上對(duì)其端頭部分質(zhì)量實(shí)施快速檢測(cè)，以使管道在工程應(yīng)用中的安全性得到保障。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本發(fā)明鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)方法，是在被測(cè)管道的外周設(shè)置通入有直流電的磁化線圈，以所述磁化線圈產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)對(duì)被測(cè)管道的端頭進(jìn)行磁化，其特點(diǎn)是
取用一段引導(dǎo)管，所述引導(dǎo)管與被測(cè)管道在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同，將所述引導(dǎo)管對(duì)接在被測(cè)管道的端頭成為被測(cè)管道的加長(zhǎng)段，由所述直流磁場(chǎng)在管道端頭形成的散射磁場(chǎng)被引導(dǎo)在加長(zhǎng)段中，被測(cè)管道的端頭部分的橫向分布缺陷在被測(cè)管道內(nèi)壁表面空間形成缺陷磁場(chǎng)，利用磁敏傳感器對(duì)所述缺陷磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷的檢測(cè)。本發(fā)明鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置一段引導(dǎo)管，所述引導(dǎo)管與被測(cè)管道在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同；一磁敏傳感器，是由在圓周上均勻分布的各斜撐桿構(gòu)成傘骨形支架，所述傘骨形支架的中軸線與引導(dǎo)管處在同軸線位置上，傘骨形支架可以沿引導(dǎo)管的軸線方向移動(dòng)；各斜撐桿的中心端設(shè)置在中心盤上，磁敏探頭設(shè)置在各斜撐桿的另一端，所述各斜撐桿的另一端依靠彈簧的徑向彈性力將各磁敏探頭抵靠在引導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)壁上。本發(fā)明鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于在所述引導(dǎo)管的內(nèi)部，設(shè)置一與所述中心盤固聯(lián)的導(dǎo)向圓盤，所述導(dǎo)向圓盤的圓盤面與引導(dǎo)管的軸線垂直，導(dǎo)向圓盤是以引導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)壁為滑道，可以沿引導(dǎo)管的軸線方向移動(dòng)，使所述傘骨形支架的軸向移動(dòng)獲得導(dǎo)向。在所述導(dǎo)向圓盤的前端面上設(shè)置一導(dǎo)彈頭形引導(dǎo)頭，在所述導(dǎo)向圓盤的背面固聯(lián)一中心桿，所述中心桿的桿端延伸至引導(dǎo)管的外部。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1、根據(jù)磁感應(yīng)線折射定律，如果磁感應(yīng)線從磁導(dǎo)率大的磁介質(zhì)進(jìn)入磁導(dǎo)率小的磁介質(zhì)，磁感應(yīng)線偏向法線。例如，磁感應(yīng)線從磁導(dǎo)率大的鐵磁性管道進(jìn)入磁導(dǎo)率小的空氣介質(zhì)內(nèi)，磁感應(yīng)線嚴(yán)重偏向法線，即在管道的端頭部分呈現(xiàn)散射分布。本發(fā)明通過取用一段引導(dǎo)管，將原本在被測(cè)管道端頭呈散射狀的磁場(chǎng)引導(dǎo)至引導(dǎo)管中，從而使鐵磁性被測(cè)管道的端頭部分的磁感應(yīng)線被束縛在管道內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了被測(cè)管道端頭橫向分布缺陷的有效檢測(cè)。2、本發(fā)明檢測(cè)裝置是以引導(dǎo)管為殼體，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。3、本發(fā)明檢測(cè)裝置中在引導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向圓盤，使傘骨形支架的軸向移動(dòng)獲得導(dǎo)向，動(dòng)作順暢可靠。4、本發(fā)明檢測(cè)裝置中在導(dǎo)向圓盤的前端面上設(shè)置的導(dǎo)彈頭形引導(dǎo)頭，有利于在檢測(cè)過程中使檢測(cè)裝置準(zhǔn)確地從引導(dǎo)管導(dǎo)入被測(cè)管道中，在導(dǎo)向圓盤背面固聯(lián)的中心桿可用于手持操動(dòng)或自動(dòng)使整個(gè)磁敏傳感器的軸向移動(dòng)，使用方便。5、本發(fā)明不受直徑的限制，可廣泛地用于對(duì)管道軋制生產(chǎn)線、管道加工線上的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)。


圖1為已有技術(shù)中，形成在被測(cè)管道端頭的呈散射的磁場(chǎng)示意圖；圖2為本發(fā)明檢測(cè)方法原理圖；圖3為本發(fā)明檢測(cè)裝置示意圖；圖4為本發(fā)明檢測(cè)裝置中磁敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)號(hào)1磁化線圈、2被測(cè)管道、3引導(dǎo)管、4引導(dǎo)頭、5中心桿、6斜撐桿、7磁敏探頭；8彈簧、9中心盤；10導(dǎo)向圓盤、11橫向分布缺陷、12散射磁場(chǎng)。
具體實(shí)施例方式參見圖2，本實(shí)施例中鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)方法是在被測(cè)管道2的外周設(shè)置通入有直流電的磁化線圈1，以磁化線圈1產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)對(duì)被測(cè)管道2的端頭進(jìn)行磁化，取用一段引導(dǎo)管3，引導(dǎo)管3與被測(cè)管道2在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同，將引導(dǎo)管3對(duì)接在被測(cè)管道2的端頭成為被測(cè)管道2的加長(zhǎng)段，由直流磁場(chǎng)在管道端頭形成的散射磁場(chǎng)12被引導(dǎo)在加長(zhǎng)段中，被測(cè)管道2的端頭部分的橫向分布缺陷11在被測(cè)管道 2內(nèi)壁表面空間形成缺陷磁場(chǎng)，利用磁敏傳感器對(duì)缺陷磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷11的檢測(cè)。參見圖3和圖4，本實(shí)施例中的鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)裝置是設(shè)置一段引導(dǎo)管3，引導(dǎo)管3與被測(cè)管道2在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同；一磁敏傳感器，是由在圓周上均勻分布的各斜撐桿6構(gòu)成傘骨形支架，傘骨形支架的中軸線與引導(dǎo)管3處在同軸線位置上，傘骨形支架可以沿引導(dǎo)管3的軸線方向移動(dòng)；各斜撐桿6的中心端設(shè)置在中心盤9上，磁敏探頭7設(shè)置在各斜撐桿6的另一端，各斜撐桿6 的另一端依靠彈簧8的徑向彈性力將各磁敏探頭7抵靠在引導(dǎo)管3的內(nèi)側(cè)壁上。具體實(shí)施中，在引導(dǎo)管3的內(nèi)部，設(shè)置一與中心盤9固聯(lián)的導(dǎo)向圓盤10，導(dǎo)向圓盤 10的圓盤面與引導(dǎo)管3的軸線垂直，導(dǎo)向圓盤10是以引導(dǎo)管3的內(nèi)側(cè)壁為滑道，可以沿引導(dǎo)管3和被測(cè)管道2的軸線方向移動(dòng)，使傘骨形支架的軸向移動(dòng)獲得導(dǎo)向。在導(dǎo)向圓盤10 的前端面上設(shè)置一導(dǎo)彈頭形引導(dǎo)頭4，在導(dǎo)向圓盤10的背面固聯(lián)一中心桿5，中心桿5的桿端延伸至引導(dǎo)管3的外部。操動(dòng)中心桿5，在引導(dǎo)頭4的引導(dǎo)下，將引導(dǎo)管3中的磁敏傳感器從引導(dǎo)管3內(nèi)推向被測(cè)管道2的端頭部位，然后再原路拉回到引導(dǎo)管內(nèi)，各磁敏探頭9切割管道端頭部分的缺陷磁場(chǎng)形成電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道端頭橫向分布缺陷的快速檢測(cè)。本實(shí)施例中引導(dǎo)管的作用原理是根據(jù)磁路的特性，磁化線圈1內(nèi)通過直流電流時(shí)，會(huì)形成恒定磁場(chǎng)，磁化線圈1產(chǎn)生的磁場(chǎng)由管道端頭、引導(dǎo)管和磁化線圈的外部空間形成閉合磁路；由于引導(dǎo)管3對(duì)接在被測(cè)管道2的端頭成為被測(cè)管道2的加長(zhǎng)段，原本在管道端頭2形成的散射磁場(chǎng)12被引導(dǎo)在加長(zhǎng)段中，被測(cè)管道2的端頭部分的橫向缺陷11在被測(cè)管道2內(nèi)壁表面空間形成缺陷磁場(chǎng)，該缺陷磁場(chǎng)不受散射磁場(chǎng)12的影響，利用磁敏傳感器對(duì)所述缺陷磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁性管道端頭橫向缺陷11的檢測(cè)。本實(shí)施例中磁敏探頭的作用原理是被測(cè)管道2的端頭中有橫向分布缺陷11，使磁化線圈1在被測(cè)管道2的端頭中產(chǎn)生的磁場(chǎng)有一部分被折射到被測(cè)管道2的端頭內(nèi)壁空間為缺陷磁場(chǎng)，定義為△ Φ，磁敏探頭9按常規(guī)設(shè)置是在銅質(zhì)弧形片的溝槽內(nèi)貼敷線圈構(gòu)成，缺陷磁場(chǎng)穿過磁敏探頭7內(nèi)的線圈，形成缺陷信號(hào)△ ν ；在磁敏傳感器中按陣列的形式設(shè)置磁敏探頭7，以各磁敏探頭7進(jìn)行微分檢測(cè)Λν = -Δφ/Δ = - Φ/(1 式中At為磁敏探頭掃過缺陷的時(shí)間，(ΙΦ/dt是微分運(yùn)算表達(dá)式。
權(quán)利要求
1.一種鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)方法，是在被測(cè)管道O)的外周設(shè)置通入有直流電的磁化線圈⑴，以所述磁化線圈⑴產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)對(duì)被測(cè)管道⑵的端頭進(jìn)行磁化，其特征是取用一段引導(dǎo)管(3)，所述引導(dǎo)管(3)與被測(cè)管道( 在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同，將所述引導(dǎo)管C3)對(duì)接在被測(cè)管道( 的端頭成為被測(cè)管道( 的加長(zhǎng)段，由所述直流磁場(chǎng)在管道端頭形成的散射磁場(chǎng)(1 被引導(dǎo)在加長(zhǎng)段中，被測(cè)管道( 的端頭部分的橫向分布缺陷(11)在被測(cè)管道( 內(nèi)壁表面空間形成缺陷磁場(chǎng)，利用磁敏傳感器對(duì)所述缺陷磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷(11)的檢測(cè)。
2.一種鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)裝置，其特征是設(shè)置一段引導(dǎo)管(3)，所述引導(dǎo)管(3)與被測(cè)管道( 在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同；一磁敏傳感器，是由在圓周上均勻分布的各斜撐桿(6)構(gòu)成傘骨形支架，所述傘骨形支架的中軸線與引導(dǎo)管(3)處在同軸線位置上，傘骨形支架可以沿引導(dǎo)管(3)的軸線方向移動(dòng)；各斜撐桿(6)的中心端設(shè)置在中心盤(9)上，磁敏探頭(7)設(shè)置在各斜撐桿(6)的另一端，所述各斜撐桿(6)的另一端依靠彈簧⑶的徑向彈性力將各磁敏探頭(7)抵靠在引導(dǎo)管(3)的內(nèi)側(cè)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)裝置，其特征是在所述引導(dǎo)管⑶的內(nèi)部，設(shè)置一與所述中心盤(9)固聯(lián)的導(dǎo)向圓盤(10)，所述導(dǎo)向圓盤(10)的圓盤面與引導(dǎo)管⑶的軸線垂直，導(dǎo)向圓盤(10)是以引導(dǎo)管(3)的內(nèi)側(cè)壁為滑道，可以沿引導(dǎo)管(3)的軸線方向移動(dòng)，使所述傘骨形支架的軸向移動(dòng)獲得導(dǎo)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)裝置，其特征是在所述導(dǎo)向圓盤(10)的前端面上設(shè)置一導(dǎo)彈頭形引導(dǎo)頭G)，在所述導(dǎo)向圓盤(10)的背面固聯(lián)一中心桿(5)，所述中心桿(5)的桿端延伸至引導(dǎo)管(3)的外部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷檢測(cè)方法及裝置，是在被測(cè)管道的外周設(shè)置通入有直流電的磁化線圈，以磁化線圈產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)對(duì)被測(cè)管道的端頭進(jìn)行磁化，其特征是取用一段引導(dǎo)管，引導(dǎo)管與被測(cè)管道在材質(zhì)和內(nèi)外徑尺寸上均為相同，將引導(dǎo)管對(duì)接在被測(cè)管道的端頭成為被測(cè)管道的加長(zhǎng)段，由直流磁場(chǎng)在管道端頭形成的散射磁場(chǎng)被引導(dǎo)在加長(zhǎng)段中，被測(cè)管道的端頭部分的橫向分布缺陷在被測(cè)管道內(nèi)壁表面空間形成缺陷磁場(chǎng)，利用磁敏傳感器對(duì)缺陷磁場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵磁性管道端頭橫向分布缺陷的檢測(cè)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了被測(cè)管道端頭橫向分布缺陷的有效檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/82GK102445490SQ20111037024
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者何箭, 何輔云, 陳彬 申請(qǐng)人:合肥中大檢測(cè)技術(shù)有限公司