国外不锈钢管道漏磁检测技术研究现状

不锈钢管道漏磁内检测技术在西方发达国家开展的较早。英、美、德等部分欧洲国家无论在其理论研究还是工程应用上都处于世界领先地步,拥有高精度漏磁检测装置和较为完善的漏磁检测系统。麦克斯韦方程组奠定了电磁学的基础,在对磁场的数十年深入研究和探索下,从发现缺陷位置存在可以反应缺陷性质的磁信号到缺陷漏磁场数学模型的建立,再到利用磁传感器检测缺陷漏磁场,逐步将发现建立理论再到工程应用,使论研究成果应用到实际的铁磁性材料检测中。

不锈钢管道漏磁检测技术早在二十世纪五十年代被广泛应用用于工业,随着半导体电子工业的发展,磁传感器取得了很大的进步,德国的ROSEN、美国的GE-P等超级能源工业的检测公司相继将漏磁检测技术应用到不锈钢管道安全检测工程当中。由于漏磁检测带来的便捷等优势使漏磁检测技术得到大力研发,西方发达国家对检测器励磁材料参数选择、几何优化设计等方面进行深入研究,提高了检测灵敏度使检测装置具有优异的性能。油气不锈钢管道在役检测中的漏磁检测技术是根据测量值估计缺陷数量、位置和方向,为电磁无损评价(NDE)中的一个典型反演问题;影响检测能力的因素很多,Kim J等就不锈钢管道矩形检测能力与磁化方向的关系,采用梯度定向磁化方法,提高了矩形的识别率。不锈钢管道安全检测服务逐渐形成较完善的系统性服务,从检测装置调试安装,到检测结果处理分析和缺陷的定量识别,可以提供各种口径不锈钢管道的安全检测服务,西方发达国家不锈钢管道漏磁内检测领域的超级公司在这些方面都已取得优异成果。科学技术都建立在理论的基础上,描述漏磁检测技术的理论支撑主要有磁偶极子模型法和数值分析计算法,从理论出发对检测技术优化西方国家的研究也较为深入。Le等人对缺陷表面磁荷模型进行研究,建立空心缺陷小口径不锈钢管道的表面漏磁场解析模型;麦克马斯特大学Ravan M等人利用Canny边缘检测算法及空间映射(SM)的反演方法,提出了漏磁信号估计多个窄开口矩形特征的方法,有效估计矩形深度;Kim H M等利用实测缺陷信号对轴向矩形缺陷进行整形的方法,通过周向励磁,对轴向定向矩形缺陷进行了三维有限元分析,估算缺陷形状与实测缺陷形状吻合较好;利用线性和非线性反演算法检测缺陷的不规则性,实测不锈钢管道漏磁验证了算法在缺陷检测中的平均精度;加拿大学者Amineh R K等采用快速下降方法,建立了基于漏磁法测量磁场中矩形表面矩形切向分量的完整表征方法,并验证了方法的有效性;Altherton等人研究了应力对材料磁导率的影响,可以从硬点或其它异常磁导率区域获得缺陷的漏磁场信号;Rocha T J等人由传统漏磁检测磁化设备运动引起试验材料产生涡流形成磁场,提出一种基于速度感应涡流的导电金属表面缺陷无损检测方法;Li C等人基于磁荷和磁偶极子理论,建立了缺陷的空间分布模型,揭示了缺陷与磁偶极子的定量关系;Mandache C等人利用正常漏磁场分量的极值位置对缺陷长度进行定量评估,建立了沿外加磁场方向确定表面缺陷长度的分析模型;Priewald R H等人基于漏磁(MFL)技术利用有限元法(FEM)建立了非线性正演模型的有限元系统重构矩阵,并在二维条件下实现直接从矩阵中获取有效信息,采用高斯-牛顿优化方法重构缺陷几何形状。

国外对漏磁检测技术研究比较深入,随着工业科技的发展,对漏磁在线检测技术精度提出了更高的要求,从可以识别缺陷漏磁信号到漏磁信号的定量和定性分析,漏磁检测技术在无损检测领域发展迅速,目前可以根据不同类型、不同形式的不锈钢管道缺陷所对应的漏磁检测信号的不同特点,有效识别缺陷,根据漏磁检测信号的结果分析,对不锈钢管道缺陷、焊缝、特殊部件等进行精准判别,国内外学者都对此开展了大量的研究工作。

文章作者:不锈钢管|304不锈钢无缝管|316L不锈钢厚壁管|不锈钢小管|大口径不锈钢管|不锈钢换热管

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