帶包覆層大壁厚管道腐蝕脈沖渦流檢測理論與方法研究中文摘要

隨著超（超）臨界機組技術(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)備運行的高可靠性，環(huán)保高效的帶包覆層大壁厚管道不停機檢測方法需求急迫，而現(xiàn)有的無損檢測技術(shù)不能很好地解決大壁厚、帶導(dǎo)磁保護(hù)層、鐵磁性的管道檢測問題。在此背景下，本項目將研究針對帶導(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探頭感應(yīng)電壓解析模型、增強管壁中渦流強度的激勵方法、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)層對檢測信號影響的方法、基于全波形的信號處理方法等。本項目的研究成果將為提高帶包覆層大厚壁管道腐蝕的檢測精度提供理論支持，在超（超）臨界機組、核電站等設(shè)備的無損檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。

本項目旨在探討利用脈沖渦流技術(shù)對帶包覆層大厚壁管道檢測的理論與方法。 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)電壓的時域解析模型，并開發(fā)了相應(yīng)的計算軟件，可用于求解任何形式的周期性激勵下的探頭響應(yīng)?；诖?，分析了占空比和邊沿時間對激勵頻譜分布的影響，并研究了其對檢測信號的影響，為大壁厚管道脈沖渦流檢測時激勵參數(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方法，提高了檢測靈敏度和空間分辨率。其次從工程應(yīng)用出發(fā)，針對帶鐵磁保護(hù)層管道檢測時儀器性能下降的問題，分析了保護(hù)層對瞬變磁場的屏蔽效應(yīng)，提出了飽和磁化脈沖渦流檢測方法，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。對比實驗表明，探頭性能提高顯著。最后，提出了一種基于雙對數(shù)域中值濾波的信號預(yù)處理方法，在信號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峰值時間、基于累積積分-擬合-微分及基于信號斜率的三種信號反演方法；同時利用典型的脈沖渦流信號與實Laplace小波波形的相似性采用實Laplace 小波對檢測信號進(jìn)行分析，進(jìn)一步深化了脈沖渦流檢測系統(tǒng)的特性研究。 本項目豐富了帶包覆層厚壁管道檢測的理論研究，全面深化了脈沖渦流檢測技術(shù)應(yīng)用于帶包覆層管道的研究。本項目申請發(fā)明專利3項，獲得計算機軟件著作登記權(quán)1項，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。同時也為國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 28705-2012 無損檢測 脈沖渦流檢測方法》的編制提供了重要理論支持，有利于脈沖渦流檢測技術(shù)的推廣應(yīng)用。 2100433B

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_

渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法，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)的檢測方法，叫做渦流檢測方法。在渦流探傷中，是靠檢測線圈來建立交變磁場;把能量傳遞給被檢導(dǎo)體;同時又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢測導(dǎo)體中的質(zhì)量信息。所以說，檢測線圈是一種換能器。檢測線圈的形狀、尺寸和技術(shù)參數(shù)對于最終檢測是至關(guān)重要的。在渦流探傷中，往往是根據(jù)被檢測的形狀，尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求(檢測標(biāo)準(zhǔn))等來選定檢測線圈的種類。常用的檢測線圈有三類：穿過式線圈、內(nèi)插式線圈、探頭式線圈。

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