搜索热:失效分析 陶瓷
扫一扫 加微信
首页 > 期刊论文 > 论文摘要
基于ECPT的拉应力对铁磁材料缺陷量化影响的仿真分析
          
Simulation and analysis of the effect of tensile stress on defect quantification of ferromagnetic materials based on ECPT

摘    要
针对铁磁性承压设备脉冲涡流热成像(ECPT)缺陷检测过程中,拉应力对铁磁材料磁导率的影响被忽略而引起的缺陷量化精度不高的问题,结合力磁耦合关系、电磁感应定律、焦耳定律仿真探究弹性拉应力对ECPT量化不同方向、不同深度缺陷的影响。结果表明,不同方向缺陷的最大磁导率随着弹性拉应力的增加而增加,同一应力作用下,缺陷处的最大磁导率随着横向缺陷深度的增加而增加,但最大磁导率对竖直缺陷深度的变化不敏感;在ECPT缺陷量化过程中,基于温差特征的横向缺陷的深度量化曲线的斜率随应力的增加而增加,且横向缺陷深度量化拟合曲线的标准差低于0.3 ℃,可决系数达95%,拟合效果好;基于温差特征的竖直缺陷深度量化曲线受应力的影响较小。
标    签 承压设备   拉应力   脉冲涡流热成像(ECPT)   缺陷量化   pressure equipment   tensile stress   pulsed eddy current thermography (ECPT)   defect quantification  
 
Abstract
Aiming at the problem of low defect quantification accuracy caused by the neglect of the effect of tensile stress on the permeability of ferromagnetic materials in the process of defect detection of ferromagnetic pressure equipment by eddy current pulsed thermography (ECPT), this paper combines the force-magnetic coupling relationship, electromagnetic induction law and Joule's law to simulatively investigate the influence of elastic tensile stress on defect quantification in different directions and depths by ECPT. The results show that the maximum permeability of the defects with different orientations increases with the elastic tensile stress growing. The maximum permeability at defect increases with the depth of the horizontal direction of defect. Meanwhile, it is not sensitive to the change of the depth of the vertical direction of defect. In the process of ECPT defect quantification, the slope of the horizontal defect depth quantification curve based on the temperature difference increases with the stress. The standard deviation of the horizontal defect quantification fitting curve is lower than 0. 3 ℃ and the coefficient of determination is higher than 95%. As a result, the fitting effect is good. The vertical defect depth quantification curve based on temperature difference characteristics is less affected by stress.

中图分类号 TG115.28   DOI 10.11973/wsjc202303003

 
  中国光学期刊网论文下载说明


所属栏目 试验研究

基金项目 国家自然基金重大研究计划(92060114);四川省科技计划项目资助(2022YFS0524,2022YFG0044);四川大学-自贡市校地科技合作项目(2021CDZG-4)

收稿日期 2022/7/12

修改稿日期

网络出版日期

作者单位点击查看


备注邱巧(1999-),女,硕士研究生,主要研究方向为无损检测缺陷检测仿真与算法研究

引用该论文: QIU Qiao,LIU Yanlin,WU Jianbo,MA Yongmei. Simulation and analysis of the effect of tensile stress on defect quantification of ferromagnetic materials based on ECPT[J]. Nondestructive Testing, 2023, 45(3): 11~17
邱巧,刘彦麟,伍剑波,马咏梅. 基于ECPT的拉应力对铁磁材料缺陷量化影响的仿真分析[J]. 无损检测, 2023, 45(3): 11~17


论文评价
共有人对该论文发表了看法,其中:
人认为该论文很差
人认为该论文较差
人认为该论文一般
人认为该论文较好
人认为该论文很好
分享论文
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

参考文献
【1】甘文东. 基于红外热波的承压设备缺陷检测技术研究[D].成都:电子科技大学,2018.
 
【2】吴家喜, 张子健,张小龙,等.承压设备插入式接管角焊缝超声相控阵检测工艺[J].无损检测,2020,42(3):43-49.
 
【3】颜维龙. 超声无损检测在承压类设备检测中的应用[J].中国金属通报,2019(5):129,131.
 
【4】赵佳星, 张磊,倪秀永,等.大厚度承压设备射线检测工艺优化[J].中国检验检测,2022,30(2):53-55.
 
【5】伍剑波, 许钊源,吉方,等.基于偏置磁化的管道内表面裂纹涡流热成像检测方法研究[J].机械工程学报,2021,57(22):80-87.
 
【6】夏慧, 郑军,邱锦川,等.钢丝绳缺陷涡流热成像在线检测方法研究[J].中国机械工程,2022,33(9):1044-1050.
 
【7】SABLIK M J,BURKHARDT G L,KWUN H,et al.A model for the effect of stress on the low-frequency harmonic content of the magnetic induction in ferromagnetic materials[J].Journal of Applied Physics,1988,63(8):3930-3932.
 
【8】YAMAMOTO K,SASAKI T,YAMASHIRO Y.Magnetization change due to stress change in a constant magnetic field on amorphous ribbons[J].Journal of Applied Physics,1997,81(8):5796-5798.
 
【9】WANG Z D,GU Y,WANG Y S.A review of three magnetic NDT technologies[J].Journal of Magnetism and Magnetic Materials,2012,324(4):382-388.
 
【10】ZHOU D,PAN M,HE Y.Stress detection and measurement in ferromagnetic metals using pulse electromagnetic method with U-shaped sensor[J]. Elsevier Measurement,210(105):136-145.
 
【11】WANG H, DONG L.Effect of tensile stress on metal magnetic memory signals during on-line measurement in ferromagnetic steel[J].NDT & E International,2021,117:102378.
 
【12】PARKER W J,JENKINS R J,BUTLER C P,et al.Flash method of determining thermal diffusivity,heat capacity,and thermal conductivity[J].Journal of Applied Physics,1961,32(9):1679-1684.
 
【13】CARSLAW H S,JAEGER J C.Conduction of heat in solids[M].Oxford:Clarendon Press,1959.
 
【14】王社良, 王威,苏三庆,等.铁磁材料相对磁导率变化与应力关系的磁力学模型[J].西安科技大学学报,2005,25(3):288-291,305.
 
相关信息
   标题 相关频次
 铝合金薄板不同走向焊缝缺陷的脉冲涡流热成像检测
 4
 40Cr磨光材端面及心部缺陷分析
 2
 ASME标准新版中有关相控阵超声成像检测的要点评析第一部分:两种方法要求
 2
 CO2环境中“拉应力-温度-Cl-含量”共存体系对P110钢电化学行为的影响
 2
 T3紫铜输油管断裂原因分析
 2
 X射线数字成像在压力管道检测中的应用
 2
 不同应力状态下热轧带钢表面氧化皮的剥离及酸洗速率
 2
 承压设备表面裂纹的高频导波检测
 2
 承压设备焊缝超声相控阵检测读谱
 2
 承压设备监理过程中无损检测灵敏度的控制
 2
 承压设备蠕变损伤的无损评价技术
 2
 承压设备泄漏检测方法综述
 2
 承压设备中、小径管管座角焊缝的超声检测
 2
 磁场运动速度对动生涡流热成像的影响
 2
 带凸面声透镜的相控阵超声检测技术
 2
 发动机缸盖螺栓断裂原因分析
 2
 高速漏磁检测方法的发展
 2
 基于NB/T47013-2015的涡流检测系统性能测试要求的探讨
 2
 基于矫顽力的铁磁性材料应力检测技术
 2
 基于柔性阵列压电传感的页岩气管道壁厚监测
 2
 基于有限元仿真和数据拟合的管道缺陷量化分析方法
 2
 基于云平台的管道腐蚀远程在线监测系统
 2
 集液器端盖爆破试验后开裂原因分析
 2
 静载拉伸下20号钢磁记忆检测二维信号试验
 2
 拉应力对P92马氏体耐热钢高温氧化行为的影响
 2
 拉应力对低碳钢带硬度和弹性模量的影响
 2
 生产过程中风力发电机塔筒钢板开裂原因
 2
 铁磁性材料热损伤的涡流检测
 2
 外加厚P110钢级油管的断裂原因
 2
 温度变化对干耦合压电腐蚀监测的影响及其补偿方法
 2