一种新型金属磁记忆检测仪的研制

金属磁记忆检测技术的现状与发展

巾劂机械Ｉ．程第１４卷第ｔ０期２００３年５月下半月文章编号：１００４１３２Ｘ（２００３）１００８９２—０５ 金属磁记忆检测技术的现状与发展 张卫民董韶平张之敬 摘要：金属磁记忆检测是目前无损检测领域的最新技术，适用于铁磁性 金属构件失效的早期诊断，在疲劳强度和寿命评估研究中极具潜力。介绍了 金属磁记忆效应的概念及国内外磁记一｝己检测技术的现状，分析了磁记忆检测 技术的特点和发展趋势，总结了目前磁记忆检测领域的研究进展。 关键词：金属磁记忆；无损检测；铁磁性材料；应力集中 中圈分类号：ＴＨ８７８．３文献标识码：Ａ 张卫民副教授 金属结构的各种微观缺陷和局部应力集中，是导致机械结构和设备失效乃至发生事故的重要原因。应力和缺陷之间存在着紧密的联系，在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为剧烈；在微观缺陷区域，也往往存在较大的应力集中现象。因此，应力变形状况，特别是导致损伤的临界应力变形状况便成为评价机器设备零部件结构强度和可靠性的一个重要依据。而为了及时准确地找出最危险的应力集中区域，就必须开发出与其相关联的诊断方法和诊断手段。 ｌ９９７年，俄罗斯学者Ｄｏｕｂｏｖ…在国际无损检测学术会议上提出金属应力集中区金属微观变化磁记忆效应相关学说，并形成一套全新的无损检测与诊断技术——金属磁记忆（ｍｅｔａｌｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｍｏｒｙ，ＭＭＭ）技术。 金属磁记忆检测技术问世以来，在国际无损检测学界引起巨大反响。已有的研究工作表明，该项技术有着巨大的发展潜力，无论在理论研究还是实际应用方面，都有不少问题有待深入探讨。 １金属磁记忆检测的概念及现状 １．１金属磁记忆效应 铁磁性金属零件在加工和运行时，由于受载荷和地磁场共同作用，在应力和变形集中区域会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关。金属构件表面的这种磁状态“记忆”着微观缺陷或应力集中的位置，即所谓的磁记忆效应““１。 基于金属磁记忆效应的基本原理制作的检测仪器．通过记录垂直于金属构件表面的磁场强度 收稿日期：２００２（）ｓ一２７ 基金项目：北京市自然科学基金资助项目（３０１３０１０） ?８９２?分量沿某一方向的分布情况，可必对构件的应力集中程度以及是否存在微观缺陷进行评价。 １．２磁记忆方法和其它应力检测方法的比较在评定设备和结构应力变形状态时，已知的检测方法是很多的，如利用电阻应变效应测应力法”…、ｘ光检测法””、巴克豪森磁噪声法和磁声发射法”一１３３、超声波法【“”、利用残磁和矫顽力测量机械应力法““”等。 和上述检测方法相比，金属磁记忆检测方法获取的是金属零件被地磁场磁化后处于平衡状态的相对静止信息，不需要对被测表面进行任何磁化处理，完全利用地磁场作用下零件表面的“纯天然”磁信息进行工作，是一种被动检测方式。可以比其它方法更易实现检测仪器的小型化，并实现点磁测量”“。 金属磁记忆检测实质上是从金属表面拾取地磁场作用条件下的金属构件漏磁场信息，这和漏磁检测方法有相似之处。但金属磁记忆检测方法获取的是在微弱地磁场作用下构件本身具有的“天然”磁化信息，在这种状态下，金属零件的应力分布情况可以通过磁场分布清晰地显现出来。而漏磁检测所进行的人工磁化，其强度远远地超过了零件表面的“天然”磁信息，人工磁化的同时，重重地遮盖了零件表面反映的“天然”磁信息，因此漏磁检测无法从零件表面获取应力分布情况，但人工磁化增强了缺陷处的漏磁场强度，因此，漏磁检测在检测宏观缺陷时更具优势。金属磁记忆检测方法也可以发现缺陷，但主要是应力变化较为剧烈部位的微观信息，通过评价该部位应力集中程度来发现缺陷，因此金属磁记忆方法的优势应在检测肉眼难以发现的微缺陷方面，适用于早期诊断。 由于应力集中往往早于缺陷产生之前出现， 　万方数据

金属磁记忆检测技术研究

金属磁记忆检测技术研究 1金属磁记忆检测技术 金属磁记忆检测技术是上世纪俄罗斯杜波夫教授提出的一种新型无损检测技术，其基本原理是记录在工作载荷作用下铁磁性构件局部应力集中区域中产生的漏磁场，根据漏磁场来判断应力集中及损伤。机械零部件和金属构件发生损坏的主要根源是各种微观和宏观机械应力集中，在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为激烈。机械应力同铁磁材料的自磁化现象和残磁状况有着直接的联系。在地磁作用的条件下，铁磁性构件缺陷处的导磁率减小，工件表面的漏磁场增大，称为铁磁性材料的磁机械效应。该效应可增强铁磁性构件的表面磁场，增强的磁场“记忆”着部件缺陷或应力集中位置，称为金属的“磁记忆”效应。理论和试验均表明，金属构件的损坏与其先天的“遗传”特性和后天的在役工作负荷相关，在缺陷的发生、发展过程中，应力集中是根源，是构件损坏的早期表现。工程部件因为疲劳、蠕变而产生的微裂纹会导致缺陷处出现应力集中。 试验研究表明：铁磁性金属部件存有着磁机械效应，其表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系。铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改变符号且具有零值，如图1所示。金属磁记忆检测技术具有以下显著的特点：①既可检测出宏观缺陷，又可检测出微观缺陷，并进行未来危险预报，准确度高，可通过早期诊断对设备的安全性进行准确评价;②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠检测;③提离效应影响小;④无需去除被检测对象表面涂层，就能检测橡胶等蒙皮下的缺陷;⑤无需对被测设备进行清洗、打磨等表面预处理，检测方便，成本低;⑥无需系统、专业的培训，原理可靠，特征信号明显，判据简单;⑦检测快速，能够实现快速检测(100m/h)，效率高;⑧检测设备体积小、重量轻，便于携带，可实现单人作业;⑨对设备外露部分检测时，无需设备停机。在实际应用中，金属磁记忆检测技术可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件缺陷或应力集中位置进行诊断。

金属应力集中磁检测仪

产品名称：金属应力集中磁检测仪 /金属磁记忆检测 (诊断)仪 产品型号：HAD-SG1026 金属应力集中磁检测仪 /金属磁记忆检测(诊断)仪型号:HAD-SG1026 金属应力集中磁检测仪主要用于金属工件应力集中及疲劳缺陷的检测，防患于未然。各行业中在役的钢铁零部件断裂，95%以上的原因归结于金属的疲劳裂损，而疲劳裂损的发生是金属应力的集中表现，若能够有效的检测出金属应力集中大小而采取有效的措施，就能杜绝此类事故的发生；因此金属应力集中磁检测仪在完成此项工作中担任重要角色并有出色的表现。 检测原理概况及应用 ____21世纪早期诊断新技术——金属磁记忆技术，它能有效地应用于在役设备早期损伤检测。目前常规无损检测方法都以裂纹、气孔及夹杂等缺陷为搜索目标，它们对于金属构件的早期损伤，难以实施有效地评价，而金属磁记忆检测技术为此提供了新的检测方法，它是集常规检测方法、应用结构力学、金相组织分析法等多科领域中的应用技术，该技术（方法）具有无须对工件表面进行专门预处理等等优点，已迅速地在国内外各行业（航空、石油、压力容器、冶金、电力、铁路等部门）中推广和应用。 ____金属磁记忆就是铁磁金属在工作过程中，发生具有磁致伸缩性质磁畴组织的定向及不可逆的重新取向。掌上型工业级金属应力集中磁检测仪，是根据金属磁记忆特性原理，采用了计算机技术、应用电子技术、组合程序开发技术和磁记忆检测技术研制而成的新一代检测仪器，此检测仪器不但能够检测出应力集中分布及疲劳裂纹的区域，还能检测出已生裂纹发展的走向。金属的磁记忆方法能够快速、准确地对设备进行诊断，从而达到设备疲劳损伤早期预警控制的目的。因此金属应力集中磁检测仪是实现早期诊断，防患于未然的利器。 特点和技术参数 1、检测灵敏度高、速度快，重复性和可靠性好。 2、零点无须校准和自动复位功能、报警提示。 3、传感器无提离效应，无需与工件表面严格耦合。 4、被检测工件表面不需预处理，应用领域广泛；在役设备早期损伤诊断、评估功能（可实现在线检测） 5、可存储200多幅检测曲线；任意图形回放功能，并与上微机网络管理功能。 6、仪器体积小、重量轻、便于携带；智能化波形显示，自动跟踪功能；背磁拟制功能增减。

金属磁记忆检测技术简介

1 金属磁记忆检测技术简介 ------21世纪的诊断方法 赵传明 （云天化股份有限公司，云南水富657800） 摘要：简要介绍了金属磁记忆检测技术的基本原理、应用范围及用前景。 关键词：金属；磁记忆；检测 众所周知，机械应力集中是各种不同用途的金属承力结构件产生疲劳破坏的主要原因之一。因此，结构件应力的测量、应力状态的评估和早期损伤区域的确定一直是人们十分关心的问题。如何应用检测仪器，尽早发现结构件的应力集中和早期损伤区域，并进行有针对性的探伤检查和状态监测，对于早期预防结构件断裂故障、防止发生重大事故具有重要意义。为此，云天化集团压力容器检测站专门从俄罗斯动力诊断公司进口了一整套金属磁记忆检测仪和配套软件，以解决金属承力结构件早期损伤区域全面、快速、准确的诊断问题，并取得了很好的应用效果，从而保证了合成氨、尿素生产装置的长周期安全运行。 1 金属磁记忆基本检测原理 当弹性应力作用于铁磁体时，铁磁体会产生磁致伸缩性质的应变，同时也会产生弹性应变，这种现象称为磁弹性效应。磁记忆检测技术是基于铁磁体的磁弹性效应，是漏磁检测的一种特殊形式。它是利用地磁场作 为磁化场，而不是利用人为外加的磁化场。铁磁结构件在运行时会受到载荷和地球磁场的共同作用，在应力和变形集中区的磁畴组织会在一定方向重新取向，局部区域产生漏磁场，而且由于内应力和变形，这种磁场是不可逆的，即在外加载荷消失后仍能够保持。漏磁场的这种“不可逆”效应就成为磁记忆效应。此外，在地球磁场存在的条件下，金属结构件中缺陷和夹杂物最集中的地方会出现磁畴变化，并也在表面出现漏磁场。通过检测这种漏磁场，即可发现微小缺陷和应力集中区域。 理论分析可知，在缺陷或内应力集中的地方，金属的磁导率最小，而在表面形成最大的漏磁场。在应力集中区内，该磁场的切 向分量H P (x)具有最大值，而法向分量H P (y)改变符号（过零点）。因此，应力集中线可根 据H P (y)值的符号变化进行判断，而应力集 中程度可根据H P (x) 值的大小或H P (y)值在变方向处的变化剃度来计算。这样，通过对

金属磁记忆诊断法有哪些优点

1．什么叫磁记忆效应? 在具有外磁场（地球磁场）存在的条件下，承载的铁磁部件中会产生应力集中，并在应力集中部位出现导磁率减小，工件表面的漏磁场增大的现象，铁磁性金属部件所具有的这一特性称之为“磁机械效应”。由于这一增强了的磁场“记忆”着部件的缺陷或应力集中的位置，故又称“磁记忆”效应。 2．什么叫金属磁记忆检测？ 金属的磁记忆检测（MMT）是利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的一种快速无损检测方法。该方法对铁磁性部件由于疲劳、形变、损伤而产生的微裂纹可进行早期诊断。 3．简述磁记忆检测的原理。 工程部件由于疲劳、形变而产生的微裂纹会导 致出现应力集中，研究表明：承载铁磁性金属部 件存在着磁记忆效应，其表面的磁场分布与部件 应力载荷有一定的关系，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件进行诊断。 理论与实践研究证明，铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Ｈｐ（x）具有最大值，法向分量Ｈｐ(y)改变符号且具有零值。实践中，我们通过检测法向分量Ｈｐ(y)来完成对部件的检测工作。 4．适合用磁记忆法（MMT）检测的对象有哪些？ 金属磁记忆法（MMT）检测仪器适用于对铁磁金属制件的早期快速诊断。该仪器配备不同形式的探头，可对管道、容器、汽轮机和燃汽轮机叶片、转子、叶轮，飞机机体、起落架以及各种不同形状构件、焊接头进行检测。MMT检测方法不要求对被检测部件表面进行处理，可直接检测，方便操作。 5．金属磁记忆诊断法有哪些优点？ 金属磁记忆诊断方法和传统的检测方法相比，具有下列优点： ①既可检测出宏观缺陷又可检测出微观缺陷，并能进行未来危险的预报。 ②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠的检测。

TSC-3M-12_产品介绍

TSC-3M-12应力集中磁检测仪 设备主要性能 TSC-3M-12应力集中磁检测仪是应用金属磁记忆法来测量、记录和处理设备与结构的应力形变状况的诊断数据的系统。 金属磁记忆检测法是由俄罗斯动力诊断公司发明和在全世界范围推广应用的。TSC-3M-12是俄罗斯动力诊断公司开发出金属磁记忆检测专用仪器，能用于按专门的检测方法来评估设备的应力变形状况，并测定应力集中区。此仪器的工作原理在于测量被检测对象表面磁场Hp的分布。磁场强度使用A/m (安培/米)为单位，长度计数器换算出长度值，以mm为单位。 该系列仪器从方法上确立了磁场Hp分布同残余应力之间的关系。本仪器连同开发出来的适用于不同工业部门的检测方法，对在运行中设备的诊断领域提供了崭新的原理和手段。 仪器特点： ●支持单分量、双分量与三分量传感器，可同时测量磁场的法向分量和切向分 量； ●分辨率为320×240点阵的大屏幕液晶显示。操作简化，使用45键专用键盘； ●屏幕直接同时显示各通道参数、磁场分布图、梯度分布图、梯度柱状图显示； ●多达12个测量通道，以点测式、编码器计数和以时间计数三种记录长度的 检测方式； ●利用金属的自然磁性，不要求对被检测对象进行专门的磁化； ●不要求对被检测表面作任何准备，可透过涂层进行检测； ●能确定金属应力集中区和缺陷的位置，实现缺陷的早期诊断； ●检测数据可存储，可传输到计算机； ●配套提供分析软件MM-System，可在计算机上对数据作深入的处理。 ●测量步长（间距）1mm、2mm、4 mm 、8mm、16mm、32mm、64mm、128mm ●扫描速度（步长为1mm时）：0.2 -0.5 m/s ●可使用电池供电操作仪器 ●仪器可以在不消除外部磁场条件下使用，也具有消除外部磁场影响的设置 ●便携式仪器、重量轻、可单手持机操作 ●标准配置的扫描装置可同时测量磁场的切向分量与法向分量。 ●扫描装置上的传感器方向和高低可以进行调节以适应不同形状制件的检测 需要。 ●扫描装置上的传感器与被检测物体不接触即可测量，以避免磨损 ●仪器可通过地球磁场对扫描装置进行校准

HMC1022磁阻传感器在磁记忆检测中的应用

?仪器设备? HMC1022磁阻传感器在磁记忆检测中的应用 彭　英 (大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司　黑龙江大庆) 摘 要:金属磁记忆检测是利用磁记忆效应对铁磁性材料的应力集中区进行无损检测的新方法。磁记忆信号非常微弱,磁敏传感器的选择十分重要。文章介绍了一种新型的霍尼韦尔磁阻传感器HMC1022,它具有高灵敏度、高分辨率、抗干扰能力强的特点。通过在磁记忆检测方面的应用实验,证明可完全满足金属磁记忆检测的需要。关键词:HMC1022;磁阻传感器;磁记忆检测;测井;应用 中图法分类号:P631.8+3 文献标识码:B 文章编号:100429134(2008)0120049203 0　引　言 金属磁记忆检测是利用磁记忆效应对铁磁性材料的应力集中区进行检测的一种新方法。它具有不用施加激励磁场、检测速度快、不受油水等介质的影响、成本低和操作简单的特点,可以对金属套管未来套损进行预测。由于磁记忆信号非常微弱,磁敏传感器的选择就十分重要。就目前国内现有几个厂家的金属磁记忆检测仪的灵敏度、分辨率不是很好,同时在油田套损日益严重的今天,如何将该方法有效应用于工程测井领域,首先磁敏传感器的选择非常关键。霍尼韦尔磁阻传感器HMC1022具有高灵敏度、高分辨率、抗干扰能力强的特点。同时它具有专利的集成置位/复位带,可降低温度漂移效应非线性误差和由于高磁场的存在导致的输出信号的丢失;还具有专利的集成偏置带,可消除硬铁干扰的影响。 1　磁场测量的基本原理及HMC1022的特点 1.1　磁场测量的基本原理 霍尼韦尔磁阻传感器HMC1022是简单的电阻电 桥设备,只需要一个供电电源便可测量磁场。当0～10V 的电压连接到桥路上时,传感器开始测量轴线内的环境磁场或施加磁场[1]。 磁阻传感器是由在硅片上生成的一个薄层镍铁(或称坡莫合金)薄膜制成,并布置成一个电阻带。存在施加磁场时,电桥电阻的变化使电压输出产生相应 的变化。通常施加在薄膜侧的外部磁场,使磁力线产生旋转,并改变其角度,这又使电阻值发生变化(ΔR/R ),并造成惠斯通电桥的电压输出的变化。这种镍铁电阻的变化被称作磁阻效应,它直接与电流的方向和磁化矢量有关。 1.2　HMC1022的特点 霍尼韦尔磁阻传感器HMC1022是16脚的SOIC 封装,体积较小。它是双轴传感器(Die A 轴向,Die B 轴向),可测量横向、纵向两个方向的磁感应强度信号。1.2.1　置位/复位(S/R )电流带 在制造过程中,敏感轴(磁场方向)被设置为沿薄膜长度的方向,这样可使施加在镍铁薄膜的磁场,导致电阻值的最大变化。但是,沿敏感轴大于10高斯的强磁场的影响,会扰乱或翻转薄膜磁化的极性,改变传感器的特性。针对这样的扰动磁场,为了恢复或置位传感器的特性,必须短暂地施加一个强的恢复磁场,这种做法被称作施加置位脉冲或复位脉冲。电桥输出信号的极性取决于此内部薄膜的磁化方向,并且与零磁场输出相对称。 置位/复位(S /R )电流带施加置位/复位电流进行脉冲,有三个方面的作用: (1)强迫传感器以高灵敏度模式工作;(2)翻转输出响应曲线的极性; (3)在正常工作期间进行循环,以提高线性度,减少垂直轴的影响和温度影响。1.2.2　偏置电流带 　第一作者简介:彭　英,女,1971年生,工程师,1991年毕业于大庆石油学院测井专业,现在大庆油田测试技术服务分公司监测技术研发中心从事 测井仪器的研发工作。邮编:163453 ? 94?　2008年　第22卷　第1期 石　油　仪　器 PETROLEUM INSTRUMENTS

金属磁记忆检测法常见问题

金属磁记忆检测法常见问题解答 1. Method of Metal Magnetic Memory Method of Metal Magnetic Memory is method of a nondestructive inspection based on registration and analysis of distribution of self-magnetic leakage fields (SMLF) arising on products and equipment in stress concentration zones (SCZ) and metal defects. At that, SMLF reflect irreversible change of a magnetization in a direction of maximal stresses action from working loads. Also SMLF reflect structural and technological heredity（遗传性）of products and welded joints after their manufacturing and cooling in a weak magnetic field (as a rule, magnetic field of the Earth). A natural magnetization and aftereffect, which appears as magnetic memory of metal to actual strains and structural changes in products and equipment metal, are used in the MMM method. 2. Physical fundamentals of MMM method: Magneto-elastic and magneto-mechanical effects. Effect of formation of domains and domain boundaries on dislocations clusters in stress concentration zones (magnetoplasticity). Effect of magnetic field leakage by structural and mechanical heterogeneities at metal natural magnetization. 3. Magnetic parameters used at inspection: Normal and/or tangential component of proper magnetic leakage fields Нр. Magnetic field gradient on leng th (dНр/dx) or on base between measurement channels. 4. What is inspected in metal and welded joints by MMM method? Stressed-strained state (SSS), structure heterogeneity and progressing defects. 5. What is determined by MMM method? Stress concentration zones – basic sources of damages development. Micro and macro-defects on the metal surface and in deep layers of metal. 6. Advantages of MMM method: Any special preparation (metal dressing and the like) of the object to be examined is not required. Special magnetization is not required because the natural magnetization formed at manufacturing and working of products is used. MMM method can be used both at operation of the object to be examined and at its repair. MMM method is unique NDT method to detect stress concentration zones and defects on the surface and in the deep layers of metal within 1mm in express-inspection mode. At the inspection by MMM method the small-size instruments having self-contained supply, recording device, microprocessor and up to 32MB memory unit are used. MMM method allows to carry out 100% quality control of engineering products and their sorting in mass line production. Increasing of inspection efficiency and reliability at combination of the MMM method with conventional NDT methods. 7. Differences from conventional NDT methods (ultrasonic inspection, magnetic

应力集中引起的金属磁记忆现象的研究

中国矿业大学学报第３３卷 ｆ 暑 ● Ｓ ＼ 赵 骠 辫 擅 测点编号（ａ）１通道各载荷下磁场分布 测点编号 （ｂ）２通道各载荷Ｆ磁场分布 测点编号 （ｃ）３ＮＮ各载荷下磁场分布图３各个通道在各载荷下的磁场分布 Ｆｉｇ３Ｉｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｅｖｅｒｙｃｈａｎｎｅｌｕｎｄｅｉｓｏｍｅｌｏａｄｓ ＋０ｋＮ；十９８０ｋＮ：，十１９４３５ｋＮ；＋２９３０６ｋＮ；＊４５８３９ｋＮ；＋５３３７８ｋＮ；＋６０９１２ｋＮ，：－－－Ｏ－－６８０５６ｋＮ；一一６９４５０ｋＮ ２．２各载荷下测量区域表面的磁场分布 为了形象表示不同载荷下试样整个测试表面的磁场分布状况，下面给出一些载荷下的测量表面的磁场分布图．图４表示各测点组成的测量区域的磁场分布图．图４中３个坐标轴分别表示测量通道、测点在通道的位置和磁场强度的大小． 由图４可见，加载后试样表面磁场重新分布，并随着载荷的增而增大，当载荷６９．４５０ｋＮ时，可以看出每个通道前３个点的磁场增加，后３个点下降的趋势，原因在前面已经作了介绍．越靠近Ｕ形凹口的通道，磁场越大，中间一个通道最小并且磁场分布较为均匀． （ａ）０ｋＮ测量送域表面磁场强度分：ｆ｝ｊ（ｂ）１９，．４３５ｋＮ测量区域表面磁场强度分布 （ｃ）４５．．８３９ｋＮ测量区域表面磁场强度分布（ｄ）６９４５０ｋＮ测量区域表面磁场强度分布 图４测量区域表面磁场强度分布 Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｎｓｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｇｉｏｎｕｎｄｅｒｓｏｍｅｒｏａｄｓ２．３断裂前整个试样表面磁场测量结果 为了获取整个试样表面的磁场分布状况，取试 样长度方向上中间２００ｍｍ范围进行测量，也是图 １所示的５个通道，长度方向每隔１ｍｍ采一个点． 图５是以４５．８３９ｋＮ为例的测量区域的磁场分布 图，其它载荷下的曲线形状和４５．８３９ｋＮ时基本 相同，不在重复列出． 从图５中可以看出，在长度方向上Ｕ形口位置附近的磁场值比其他位置要大的多，即以Ｕ形 图５试样中问２００ｍｍ长度范围内的磁场分布 Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｔｅｎｓｉｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｄｔｈｅｍｉｄｄｌｅ２００ｍｍｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅ 狮脚瑚啪姗Ⅲ脚ｍ∞ ∞

容器和装置的金属磁记忆快速诊断方法

“动力诊断技术”公司 容器和装置的金属磁记忆快速诊断方法 莫斯科1996年

经俄罗斯联邦国家矿山技术监督局批准 1996年1月8日 容器和装置的金属磁记忆快速诊断方法 发明人副博士杜波夫 “动力诊断技术”公司 莫斯科1996年 1.总则 1.1. 评估设备，容器以及装置的实际寿命时，要有能够找出腐蚀，蠕变和疲劳等过 程发展得最为迅猛的最大应力集中区的诊断技术和方法。目前在能源，化工，石油和天然气工业中广泛使用的无损检测方法，满足不了这一要求。它们旨在查找已出现和发展了的缺陷，而不能实现疲劳损伤的早期诊断。 1.2. “动力诊断技术”公司（莫斯科）研制和在实践中成功地运用了崭新的设备和结 构的诊断方法，该方法是根据金属的磁记忆原理。所推荐的诊断方法能考虑金属质量和被检设备的实际运行条件及其结构特点，对该设备的状态做出综合评定。依照残余磁化强度分布的特点，去确定将要损坏的最大应力集中部位和部件。 1.3. 新磁性诊断方法的主要优点是： 不要求清理金属而且对被检测表面也无需进行任何其它准备； 不要求采用专门的磁化装置，而是利用设备，容器以及装置在使用过程中金属的磁化现象； 应力集中的部位事先并不清楚，而是在检测过程中加以确定； 检测时使用体积小，自带电源且有记录装置的仪表。 1.4. 这一崭新的磁性诊断方法，历经了广泛的工业验证，而且在俄罗斯，乌克兰， 保加利亚，波兰，印度，澳大利亚，中国，德国，芬兰等国家100多个企业证明了它的效率。“动力诊断技术”公司（莫斯科）组织了检测仪表的批量生产。 1.5.在能源、石油、化工，以及天然气工业使用的管道，容器，压缩机等设备装置 上积累了使用该新诊断方法的经验。 2. 用途和使用范围 2.1. 容器和装置的快速诊断方法是确定应力集中区一破损的主要根源。 2.2. 采用检测设备表面磁场强度Hp的方式来确定机械应力集中区。这里利用的是磁 机械效应，依照该效应，被检测磁场的矢量方向，与被测残余应力矢量方向一致。 用仪表（机械应力指示器）探头垂直于被测表面扫描的方式去确定Hp为零值的线，在这些线上，Hp值变为相反符号，这些线就是残余应力集中线。 2.3. 本方法适用于磁性牌号钢制成的容器和设备。 2.4. 本方法可以： 确定被检测部件金属和焊接联结处的应力集中区； 无需切割专门的试样，就能作出应力集中区金属状态的评定；

设备检测方法

常用的无损探伤方法有：X光射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透探伤(也叫着色探伤)、涡流探伤、γ射线探伤、萤光探伤等方法。 基本检测方法所检测的缺陷位置。 PT--渗透（检测表面缺陷）， MT--磁粉（检测表面及近表面缺陷） RT--射线/UT--超声（检测内部缺陷） 压力容器的检测分有损检测和无损检测和密封性检验 一、有损检测的方法 现代有损检测的定义是：对材料进行破坏性试验，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。 （一）机械性能试验 它包括拉伸、弯曲、冲击、硬度等内容。 由于以上检验需要将材料（或试件）在精密的实验仪器上做相应的检验，因此，它可以直观、准确的检测出材料和容器制造中的焊接接头的内部及表面的结构，性能，因此，广泛应用于压力容器的材料、制造等领域。（二）其他性能试验 它包括金相、腐蚀、化学成分等内容。 借助金相仪、化学腐蚀、化学分析仪等，对材料和试件进行钢材组织检测，是压力容器不可或缺的一项检验手段。 二、无损检测方法 现代无损检测的定义是：在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构，性质，状态进行检查和测试的方法。 （一）射线检测 射线检测技术一般用于检测焊缝和铸件中存在的气孔、密集气孔、夹渣和未融合、未焊透等缺陷。另外，对于人体不能进入的压力容器以及不能采用超声检测的多层包扎压力容器和球形压力容器多采用Ir或Se等同位素进行γ射线照相。但射线检测不适用于锻件、管材、棒材的检测。 射线检测方法可获得缺陷的直观图像，对长度、宽度尺寸的定量也比较准确，检测结果有直观纪录，可以长期保存。但该方法对体积型缺陷（气孔、夹渣）检出率高，对体积型缺陷（如裂纹未熔合类），如果照相角度不适当，容易漏检。另外该方法不适宜较厚的工件，且检测成本高、速度慢，同时对人体有害，需做特殊防护。（二）超声波检测 超声检测（Ultrasonic Testing，UT）是利用超声波在介质中传播时产生衰减，遇到界面产生反射的性质来检测缺陷的无损检测方法。 超声检测既可用于检测焊缝内部埋藏缺陷和焊缝内表面裂纹，还用于压力容器锻件和高压螺栓可能出现裂纹的检测。 该方法具有灵敏度高、指向性好、穿透力强、检测速度快成本低等优点，且超声波探伤仪体积小、重量轻，便于携带和操作，对人体没有危害。但该方法无法检测表面和近表面的延伸方向平行于表面的缺陷，此外，该方法对缺陷的定性、定量表征不准确。 （三）磁粉检测 磁粉检测（Magnetic Testing，MT）是基于缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而显示铁磁性材料表面和近表面缺陷的无损检测方法。 在以铁磁性材料为主的压力容器原材料验收、制造安装过程质量控制与产品质量验收以及使用中的定期检验与缺陷维修监测等及格阶段，磁粉检测技术用于检测铁磁性材料表面及近表面裂纹、折叠、夹层、夹渣等方面均得到广泛的应用。 磁粉检测的优点在于检测成本低、速度快，检测灵敏度高。缺点在于只适用于铁磁性材料，工件的形状和尺寸有时对探伤有影响。

应力集中检测仪 应力集中磁检测仪--检测数据分析处理系统V3.2软件 简介

应力集中检测仪/应力集中磁检测仪 检测数据分析处理系统V3.2简介 金属磁记忆检测技术(应力集中检检测仪)是本世纪在NDT界唯一能够进行早期诊断的可行方法，无疑受到了各行业的关注、研究和应用。然而在图形分析、应用结果判定等方面存在一定的难度，直接影响最终的综合评定结果。针对这一难题，西安智胜高电子仪器有限公司经过多年的摸素、试验、以及现场应用反馈信息并结合自身检测经验，在原ZSG1026型智能应力集中检检测仪应用软件的基础上升级开发了《金属应力集中磁检测仪--检测数据分析处理系统V3.2》。（注：请与技术部(xyzsg369@https://www.wendangku.net/doc/487258624.html,)联系升级事宜）。检测数据分析处理系统’能够从多角度、多模式、多方面快速准确地分析检测图形(/载荷磁记忆特征量数据仿真/),并根据提供的ThZ-A系数、Drz-SG指数、极大值、极小值等系列参数进一步分析评判检测数据,给出疲劳程度指数及异常应力-变形区域值等，因此非常有利于应用结果的判定，大大提高了对检测工件的定性和综合评估水平。 《金属应力集中磁检测仪--检测数据分析处理系统V3.2》采用VC++、并嵌套Labmal(工程运算)模块、OpGL模块、PE及数据库等组合开发而成的。具有以下功能：①、；②、；③、；④、；⑤、；⑥、。 金属应力集中磁检测仪具有以下功能： 1、检测灵敏度高、速度快，重复性和可靠性好。 2、零点无须校准和自动复位功能、报警提示。 3、传感器无提离效应，无需与工件表面严格耦合。

4、被检测工件表面不需预处理，应用领域广泛；在役设备早期损伤诊断、评估功能（可实现在线检测） 5、可存储200多幅检测曲线；任意图形回放功能，并与上微机网络管理功能。 6、仪器体积小、重量轻、便于携带；智能化波形显示，自动跟踪功能；背磁拟制功能增减。 7、通道数：2路（可扩展8路）；最大扫查速度：(0.4-0.8)米/秒；步长：1mm~500mm。 8、测量范围：±500A/m～±5000A/m(等级可选)；最高分辨率：120UGs(等级可选)；最大测距：200mm。 9、存储：32MB(扩展)；显示：数码管显示(或者液晶128点阵波形显示)。 10、电池容量：2300mAH(2AA)，可待机座充电（套）；测量长度传感器另配。 11、工作温度：－20℃～＋50℃； 12、通讯口：USB/RS232； ………… 金属磁记忆检测技术(应力集中检检测仪)是本世纪在NDT界唯一能够进行早期诊断的可行方法，无疑受到了各行业的关注、研究和应用。然而在图形分析、应用结果判定等方面存在一定的难度，直接影响最终的综合评定结果。针对这一难题，西安智胜高电子仪器有限公司经过多年的摸素、试验、以及现场应用反馈信息并结合自身检测经验，在原ZSG1026型智能应力集中检检测仪应用软件的基础上升级开发了《金属应力集中磁检测仪--检测数据分析处理系统V3.2》。（注：请与技术部(xyzsg369@https://www.wendangku.net/doc/487258624.html,)联系升级事宜）。检测数据分析处理系统’能够从多角度、多模式、多方面快速准确地分析检测图形(/载荷磁记忆特征量数据仿真/),并根据提供的ThZ-A系数、Drz-SG指数、极大值、极小值等系列参数进一步分析评判检测数据,给出疲劳程度指数及异常应力-变形区域值等，因此非常有利于应用结果的判定，大大提高了对检测工件的定性和综合评估水平。 《金属应力集中磁检测仪--检测数据分析处理系统V3.2》采用VC++、并嵌套Labmal(工程运算)模块、OpGL模块、PE及数据库等组合开发而成的。具有以下功能：①、；②、；③、；④、；⑤、；⑥、。 金属应力集中磁检测仪具有以下功能： 1、检测灵敏度高、速度快，重复性和可靠性好。 2、零点无须校准和自动复位功能、报警提示。 3、传感器无提离效应，无需与工件表面严格耦合。 4、被检测工件表面不需预处理，应用领域广泛；在役设备早期损伤诊断、评估功能（可实现在线检测） 5、可存储200多幅检测曲线；任意图形回放功能，并与上微机网络管理功能。 6、仪器体积小、重量轻、便于携带；智能化波形显示，自动跟踪功能；背磁拟制功能增减。 7、通道数：2路（可扩展8路）；最大扫查速度：(0.4-0.8)米/秒；步长：1mm~500mm。 8、测量范围：±500A/m～±5000A/m(等级可选)；最高分辨率：120UGs(等级可选)；最大测距：200mm。 9、存储：32MB(扩展)；显示：数码管显示(或者液晶128点阵波形显示)。

金属磁记忆方法

金属磁记忆方法——设备和金属结构技术诊断的新方向 ——发展与应用的简要总结、标准化问题 俄罗斯“动力诊断技术”公司国际机械科技发展研究会 金属磁记忆方法——这是一种新型无损检测方法，其基本原理是记录在工作载荷作用下设备和金属结构局部应力集中区域中产生的漏磁场。 这时，被检测对象漏磁场的量值反映导磁率张量，而这一张相当于荼载荷作用下形成的变形和应力张量。 单个零件、制品和焊接接头的漏磁场，相当于它们在地球磁场中制造和冷却后的残余应力张量。 零件、制品和焊接接头磁化强度沿着工作载荷造成的主应力作用方向的不可逆变化以及它们在地球磁场中制造和冷却后的残余磁化强度，我们称之谓金属的磁记忆。而基于利用这一记忆功能的新型检测方法，我们冠以金属磁记忆方法的名称。“磁记忆”这一术语以往就曾得到应用和普及，例如在矿石原始磁性研究方面。在实验室和工业试验中都已提示出金属对于拉伸、压缩、扭曲和周期载茶的磁记忆效应。磁记忆方法的特殊之点在于，其原理是基于利用在工作戴荷作用下形成之金属稳定位错滑移带区域中所产生的自有漏磁场。自有漏磁场作为铁磁材料各向异性的外部条件下对工作结构进行人工磁化，都不可能得到像自有漏磁场这样的信息源。只有在地球磁场这样的小强度外部磁场中，随受载荷结构的奕形能量才能大幅度超过外部磁场能量，也才能形成并获得这样的信息。 我们认为，金属磁记忆方法是技术诊断领域的全新方向。这是继场发射之后第二次利用结构自身发射信息的方法。同时，除可早期发现已发展缺陷之外，金属磁记忆方法还能补充提供关于被检测对象实际应力——变形状况的信息，并找出应力集中区域——损伤发展根源的形成原因。 金属磁记忆方法兼有无损检测功能和断裂力学所提供的潜力。因此，在对工业对象进行检测时，这一方法同其他方法相比较具有一系列重要优点。它不要求对被检测对象表面做专门准备（清理、打磨等），也不需要专门的人工磁化装置，因为可以利用设备和金属结构在制造和使用过程中的自磁化现象；可实现早期诊断，防患于未然；可完成大体积、大长度结构的检测。 人们知道，工作结构发生损坏的根源是应力集中区域，在这时腐蚀、疲劳和蠕交的发展最为剧烈。由此可见，判断应力集中区域是设备和金属结构诊断方面的一项重要任务。运行损坏发生之前的过程，是应力集中区域中金属性能的改变。相应地，反映设备和金属结构实际应力一变形状况的金属磁化强度也随之变化。 采用磁记忆方法进行设备和金属结构诊断的基本定性准则，是漏磁场法向分量零值所表征的应力集中区域。 为了对应力集中水平进行定量评估，要确定通过应力集中线（HP=0线）时的磁场Hp法向分量梯度（变化强度） 式中：K -由诮力集中区域中金属磁性变化强度表征的，因而也是由磁场H 变化强度表征的。应力强度磁秕数 --位于H =0线两侧同等线段L 上两检测点之间磁场H 的差数模量。 这时，，线段L 应垂直于H =0线。线段L对于H =0线的垂直位置，是由于这些线段同最大的拉应力方向相重合所决定的。 人们知道，任何一种新的无损检测方法在成为工业应用方法之前，都要经过几个发展阶段。大部分已知无损检测方法发展的第一阶段，一般须通过实验室条件下的试验，以确定其物理原理。后续阶段则包括：开发技术手段；制订检测方法；编制检测结果评价准则，并进而制订技术规范文件。 积极发展金属磁记忆方法的第一阶段可追溯到80年代中期。当时，按照发明人的建议，在甘斯科电力公司系