一種鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 在本發(fā)明涉及無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 在鋼管作為重要的運(yùn)輸和支撐材料，廣泛應(yīng)用于石油化工與基礎(chǔ)建設(shè)中。隨著工 業(yè)現(xiàn)代化的迅猛發(fā)展，對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼管的需求越來(lái)越大。目前，我國(guó)具有世界上最先進(jìn)的鋼管生 產(chǎn)工藝和最新的乳管機(jī)組，鋼管生產(chǎn)節(jié)奏越來(lái)越快。根據(jù)美國(guó)石油協(xié)會(huì)(API)的要求，所有 鋼管在出廠之前必須進(jìn)行100%的質(zhì)量檢測(cè)。
[0004] 漏磁檢測(cè)作為一種高效的檢測(cè)方法，可有效檢測(cè)鋼管內(nèi)外部缺陷，且對(duì)試件表面 要求低，無(wú)需耦合劑，已被廣泛應(yīng)用于各種鐵磁性材料的檢測(cè)過(guò)程中，尤其適用于細(xì)長(zhǎng)鐵磁 性構(gòu)件的高速質(zhì)量檢測(cè)，如鋼管、鋼絲繩和鐵軌等。
[0005] 根據(jù)漏磁檢測(cè)的垂直磁化理論，磁化場(chǎng)方向要盡量與裂紋走向垂直才能夠激發(fā)出 足夠強(qiáng)度的漏磁場(chǎng)。按照裂紋相對(duì)于鋼管的走向，分為：縱向缺陷(也即軸向）和橫向缺陷 (也即周向）?？v向缺陷平行于鋼管軸向，橫向缺陷沿鋼管的周向。因此，漏磁檢測(cè)中形成了 鋼管軸向磁化檢測(cè)橫向缺陷和周向磁化檢測(cè)縱向缺陷的基本檢測(cè)形式和探傷設(shè)備結(jié)構(gòu)。
[0006] 由于鋼管圓周狀的幾何形態(tài)，在進(jìn)行周向磁化時(shí)，難以形成全周向分布的均勻磁 化區(qū)域，因此目前鋼管的縱向缺陷全覆蓋檢測(cè)是通過(guò)探頭與鋼管之間形成相對(duì)螺旋掃查來(lái) 完成的，主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式：⑴鋼管直線推進(jìn)，周向磁化器和縱向探頭高速旋轉(zhuǎn)，從而使 得縱向探頭在鋼管表面形成螺旋掃查軌跡。一方面，考慮到磁化器高速旋轉(zhuǎn)的失穩(wěn)，線圈質(zhì) 量不能過(guò)大，從而限制了線圈匝數(shù)。另一方面，滑環(huán)傳輸大電流時(shí)，觸點(diǎn)處容易產(chǎn)生火花，從 而也限制了磁化電流的提升。此外，旋轉(zhuǎn)探頭的檢測(cè)信號(hào)采用時(shí)分復(fù)用方式進(jìn)行傳輸，檢測(cè) 探頭的獨(dú)立通道數(shù)量拓展受限，難以實(shí)現(xiàn)以多通道冗余檢測(cè)為基礎(chǔ)的高精度檢測(cè)。（2):鋼管 螺旋推進(jìn)，周向磁化器和探頭固定不動(dòng)，縱向探頭同樣也在鋼管表面上形成螺旋掃查軌跡。 為實(shí)現(xiàn)鋼管的螺旋推進(jìn)，鋼管傳輸系統(tǒng)十分復(fù)雜，并且由于鋼管自身的直線度誤差以及輥 道傳輸線的制造安裝誤差，鋼管在高速螺旋推進(jìn)過(guò)程中容易產(chǎn)生多個(gè)自由度的劇烈抖動(dòng)， 從而難以保證檢測(cè)精度。
[0007] 所以，基于螺旋掃查的鋼管縱向缺陷檢測(cè)方法已無(wú)法滿(mǎn)足鋼管高速生產(chǎn)的需求。 鋼管正交磁化漏磁檢測(cè)裝置含有兩套正交布置的縱向缺陷檢測(cè)主機(jī)(見(jiàn)康宜華，孫燕華. 鋼管正交磁化漏磁檢測(cè)裝置[P]，專(zhuān)利號(hào)：200810197719. 3)，鋼管以直線推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)方式 通過(guò)固定式檢測(cè)單元就可以實(shí)現(xiàn)縱向缺陷的全覆蓋檢測(cè)。然而，由于該裝置具有兩套縱向 缺陷檢測(cè)主機(jī)，機(jī)械結(jié)構(gòu)與信號(hào)系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大，成本高，實(shí)用性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 在針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置。該裝置 通過(guò)對(duì)鋼管進(jìn)行分時(shí)局部磁化，實(shí)現(xiàn)了被檢鋼管以高速直線推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)一套固 定式檢測(cè)單元就可以實(shí)現(xiàn)鋼管縱向缺陷的全覆蓋檢測(cè)。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案： 1.探傷主機(jī)內(nèi)布置兩對(duì)呈垂直分布的周向磁化器，也即垂直磁化器組與水平磁化器 組，并分別通以幅值相同且相位相差半個(gè)周期的脈沖磁化電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管不同區(qū)域的分 時(shí)磁化。
[0010] 2.在磁化器中間部位布置360°面陣列傳感器，根據(jù)脈沖電流的磁化時(shí)序，獲取 有效磁化部位的缺陷漏磁場(chǎng)。
[0011] 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明所提供的脈沖磁化漏磁探傷裝置，實(shí)現(xiàn)了被檢鋼管以高速直線推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)方式 通過(guò)一套固定式檢測(cè)單元，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼管縱向缺陷的全覆蓋檢測(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備緊湊， 維護(hù)成本低，極其適用于鋼管的高速無(wú)損檢測(cè)。同時(shí)，解決自身難以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的細(xì)長(zhǎng)鐵磁 構(gòu)件的縱向缺陷檢測(cè)（如連續(xù)油管、方鉆桿和鋼軌等）。
[0012]
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置示意圖； 圖2鋼管直線推進(jìn)傳輸輪結(jié)構(gòu)； 圖3呈垂直分布的兩組周向磁化器示意圖； 圖4脈沖磁化電流的時(shí)序不意圖； 圖5面陣列傳感器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6面陣列傳感器分布示意圖； 圖7磁化區(qū)域與面陣傳感器分區(qū)示意圖； 圖8垂直磁化器組工作時(shí)傳感器拾取示意圖； 圖9水平磁化器組工作時(shí)傳感器拾取示意圖。
[0014]
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0016] 如圖1所示，直流脈沖磁化漏磁探傷裝置包括：輸送輪1，探傷主機(jī)2以及鋼管3。 鋼管3在傳輸輪1的驅(qū)動(dòng)下作直線推進(jìn)運(yùn)動(dòng)。探傷主機(jī)2內(nèi)包含360°全周向布置的面陣 列傳感器4、垂直磁化器組5與5'，以及水平磁化器組6與6'。缺陷漏磁場(chǎng)由面陣列傳感器 4轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，隨后依次經(jīng)過(guò)濾波器7、放大器8、A/D轉(zhuǎn)換器9進(jìn)入到計(jì)算機(jī)。
[0017] 如圖2所示，鋼管3在傳輸輪1的驅(qū)動(dòng)下作直線推進(jìn)運(yùn)動(dòng)。
[0018] 如圖3所示，檢測(cè)主機(jī)2內(nèi)部布置兩對(duì)相互垂直的磁化器。5與5'為垂直磁化器 組，通以相同的磁化電流A。6與6'為水平磁化器組，通以相同的磁化電流i2。
[0019] 如圖4所示，脈沖磁化電流義和i2的幅值與周期相同，分別為i〇與7； -個(gè)周期 內(nèi)輸出直流磁化電流的持續(xù)時(shí)間為M，4和i2相位相差為M。
[0020] 如圖5所示，面陣列傳感器4由四個(gè)支架11固定在檢測(cè)主機(jī)2上。面陣列傳感器 4由多個(gè)檢測(cè)單元10組成。面陣列傳感器4共四圈，每圈上均勻布置若干個(gè)檢測(cè)單元，其數(shù) 量由鋼管外徑?/決定。面陣列傳感器4的內(nèi)徑為Λ其值比鋼管外徑〇大1. 0~2.Omm。
[0021] 如圖6所示，面陣列傳感器4固定于檢測(cè)主機(jī)2上。面陣列傳感器4環(huán)抱鋼管3， 實(shí)現(xiàn)全覆蓋檢測(cè)，并位于磁化器的中心部位。
[0022] 如圖7所示，將磁化器5、5'、6、6'所對(duì)應(yīng)的鋼管周向區(qū)域均分為六3'、8、8'四個(gè) 區(qū)域。與此對(duì)應(yīng)，將全周向面陣列傳感器均分為Si、s2、s3、s4。
[0023] 如圖8所示，當(dāng)A幅值為i〇時(shí)，i2的幅值為零，此時(shí)，垂直磁化器組5與5'產(chǎn)生磁 化場(chǎng)對(duì)鋼管進(jìn)行周向磁化，形成有效檢測(cè)區(qū)域B與B'，進(jìn)一步利用面陣檢傳感器&與S4分 別拾取B與B'區(qū)域內(nèi)的缺陷漏磁場(chǎng)。
[0024] 如圖9所示，當(dāng)A幅值為零時(shí)，厶的幅值為/。，此時(shí)，水平磁化器組6與6'產(chǎn)生磁 化場(chǎng)對(duì)鋼管進(jìn)行周向磁化，形成有效檢測(cè)區(qū)域A與A'，進(jìn)一步利用面陣檢傳感器51與S2分 別拾取A與A'區(qū)域內(nèi)的缺陷漏磁場(chǎng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置，其特征是：縱向檢測(cè)主機(jī)包含兩對(duì)相互垂直的周 向磁化器、以及360°全周面陣列傳感器，鋼管以直線推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)方式通過(guò)一套固定式檢測(cè) 單元。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置，其特征在于：兩對(duì)周向磁化器 呈垂直分布，也就是垂直磁化器組與水平磁化器組，并分別通以幅值相同且相位相差半個(gè) 周期的脈沖磁化電流，在不同時(shí)刻形成不同的有效檢測(cè)區(qū)域。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置，其特征在于：在磁化器中間位 置布置360°面陣列傳感器，并根據(jù)脈沖磁化電流的時(shí)序，采用相應(yīng)區(qū)域傳感器獲取縱向缺 陷的漏磁場(chǎng)信號(hào)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼管脈沖磁化漏磁探傷裝置，它包含兩對(duì)周向磁化器以及面陣列傳感器。兩對(duì)周向磁化器在鋼管圓周方向上呈垂直布置，分別通以幅值相等且相位相差半個(gè)周期的脈沖磁化電流，實(shí)現(xiàn)鋼管不同部位的分時(shí)磁化；面陣列傳感器沿鋼管周向360°全覆蓋布置，并根據(jù)脈沖電流的時(shí)序獲取有效磁化部位的缺陷漏磁場(chǎng)。裝置實(shí)現(xiàn)了被檢鋼管以高速直線推進(jìn)的運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)一套固定式檢測(cè)單元就可以實(shí)現(xiàn)鋼管縱向缺陷的全覆蓋檢測(cè)。同時(shí)，解決自身難以做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的細(xì)長(zhǎng)鐵磁構(gòu)件的縱向缺陷檢測(cè)(連續(xù)油管、方鉆桿和鋼軌等)。
【IPC分類(lèi)】G01N27/83
【公開(kāi)號(hào)】CN105334260
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510752847
【發(fā)明人】伍劍波, 王杰, 方輝, 唐健
【申請(qǐng)人】四川大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日