帶包覆層大壁厚管道腐蝕脈沖渦流檢測(cè)理論與方法研究

本項(xiàng)目旨在探討利用脈沖渦流技術(shù)對(duì)帶包覆層大厚壁管道檢測(cè)的理論與方法。 首先將帶包覆層管道看作四層平板結(jié)構(gòu)，以諧波渦流場解析模型為基礎(chǔ)，并運(yùn)用快速傅里葉變換法，建立了脈沖渦流探頭感應(yīng)電壓的時(shí)域解析模型，并開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算軟件，可用于求解任何形式的周期性激勵(lì)下的探頭響應(yīng)?；诖?，分析了占空比和邊沿時(shí)間對(duì)激勵(lì)頻譜分布的影響，并研究了其對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響，為大壁厚管道脈沖渦流檢測(cè)時(shí)激勵(lì)參數(shù)的選取提供了參考依據(jù)。然后在詳細(xì)分析解析模型中積分變量量綱的基礎(chǔ)上，從解析表達(dá)式中提取出入射場分布函數(shù)的表達(dá)式，提出了基于入射場分布特性的脈沖渦流探頭優(yōu)化方法，較好地解決了探頭軸向磁場分布范圍與橫向分辨率之間的矛盾。此外，還提出了一種基于磁約束的脈沖渦流檢測(cè)方法，提高了檢測(cè)靈敏度和空間分辨率。其次從工程應(yīng)用出發(fā)，針對(duì)帶鐵磁保護(hù)層管道檢測(cè)時(shí)儀器性能下降的問題，分析了保護(hù)層對(duì)瞬變磁場的屏蔽效應(yīng)，提出了飽和磁化脈沖渦流檢測(cè)方法，通過將探頭下方的鐵磁性保護(hù)層磁化至飽和狀態(tài)，降低該保護(hù)層的磁導(dǎo)率，最大限度地削弱磁場屏蔽影響。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，探頭性能提高顯著。最后，提出了一種基于雙對(duì)數(shù)域中值濾波的信號(hào)預(yù)處理方法，在信號(hào)失真較小的前提下極大抑制了噪聲干擾。進(jìn)一步，提出了基于脈沖渦流差分信號(hào)峰值時(shí)間、基于累積積分-擬合-微分及基于信號(hào)斜率的三種信號(hào)反演方法；同時(shí)利用典型的脈沖渦流信號(hào)與實(shí)Laplace小波波形的相似性采用實(shí)Laplace 小波對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，進(jìn)一步深化了脈沖渦流檢測(cè)系統(tǒng)的特性研究。 本項(xiàng)目豐富了帶包覆層厚壁管道檢測(cè)的理論研究，全面深化了脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于帶包覆層管道的研究。本項(xiàng)目申請(qǐng)發(fā)明專利3項(xiàng)，獲得計(jì)算機(jī)軟件著作登記權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表論文9 篇，其中三大索引收錄7篇，培養(yǎng)研究生4名。同時(shí)也為國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 28705-2012 無損檢測(cè) 脈沖渦流檢測(cè)方法》的編制提供了重要理論支持，有利于脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)的推廣應(yīng)用。 2100433B

隨著超（超）臨界機(jī)組技術(shù)、核電技術(shù)、石油化工與新能源的快速發(fā)展，帶包覆層大壁厚管道的應(yīng)用越來越廣泛。為了保障設(shè)備運(yùn)行的高可靠性，環(huán)保高效的帶包覆層大壁厚管道不停機(jī)檢測(cè)方法需求急迫，而現(xiàn)有的無損檢測(cè)技術(shù)不能很好地解決大壁厚、帶導(dǎo)磁保護(hù)層、鐵磁性的管道檢測(cè)問題。在此背景下，本項(xiàng)目將研究針對(duì)帶導(dǎo)磁保護(hù)層大壁厚鐵磁性管道腐蝕的脈沖渦流檢測(cè)理論與方法，主要內(nèi)容包括建立導(dǎo)磁材料脈沖渦流檢測(cè)探頭感應(yīng)電壓解析模型、增強(qiáng)管壁中渦流強(qiáng)度的激勵(lì)方法、集中管壁中渦流分布區(qū)域的聚焦方法、削弱鐵磁性保護(hù)層對(duì)檢測(cè)信號(hào)影響的方法、基于全波形的信號(hào)處理方法等。本項(xiàng)目的研究成果將為提高帶包覆層大厚壁管道腐蝕的檢測(cè)精度提供理論支持，在超（超）臨界機(jī)組、核電站等設(shè)備的無損檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

包覆層是推進(jìn)劑用包覆層的總稱.有四種類型。(1) propellant inhi6itiiig包覆在推進(jìn)劑表面用以控制燃向的耐 燃材料，見推進(jìn)劑包覆層、(2)inhi6iting iaycr燃速測(cè)試中 川以控制藥條燃面的限燃材料，如醋'}纖維，聚乙烯縮丁醛。 (3]lirser早期國內(nèi)把絕熱層和推進(jìn)Hl]之間的豁結(jié)劉也稱作 包覆層，現(xiàn)稱作襯層二(4)roatin}; '}1,覆在氧化劑}dttLaia}(} 表面性狀的表面改性劑_

渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測(cè)方法，它適用于導(dǎo)電材料，如果我們把一塊導(dǎo)體置于交變磁場之中，在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流存在，即產(chǎn)生渦流，由于導(dǎo)體自身各種因素(如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸和缺陷等)的變化會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)電流的變化，利用這種現(xiàn)象而判知導(dǎo)體性質(zhì)、狀態(tài)的檢測(cè)方法，叫做渦流檢測(cè)方法。在渦流探傷中，是靠檢測(cè)線圈來建立交變磁場;把能量傳遞給被檢導(dǎo)體;同時(shí)又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢測(cè)導(dǎo)體中的質(zhì)量信息。所以說，檢測(cè)線圈是一種換能器。檢測(cè)線圈的形狀、尺寸和技術(shù)參數(shù)對(duì)于最終檢測(cè)是至關(guān)重要的。在渦流探傷中，往往是根據(jù)被檢測(cè)的形狀，尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求(檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn))等來選定檢測(cè)線圈的種類。常用的檢測(cè)線圈有三類：穿過式線圈、內(nèi)插式線圈、探頭式線圈。

超聲檢測(cè) 和射線檢測(cè)主要是針對(duì)被檢測(cè)物內(nèi)部的缺陷，磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)和渦流檢測(cè)主要是針對(duì)被檢測(cè)物的表面及近表面缺陷。