Page 61 - 无损检测2021年第四期

2020 远东无损检测新技术论坛论文精选

DOI : 10.11973 / ws j c202104006

基于脉冲涡流的复合金属层材料鉴别

李 骥, 阳 雷, 周钰明, 陈卫林, 张 旻

( 中国核动力研究设计院, 成都 610213 )

摘 要:针对石油双层复合金属管的非破坏性原位鉴别问题, 提出了一种基于脉冲涡流的复
合金属层材料鉴别方法。该方法充分利用脉冲涡流频谱范围广、 检测深度大的优势, 采用脉冲涡流
检测方法避免了包覆金属层的屏蔽效应, 实现了对待测金属层的检测与识别。对不锈钢包覆的铜、
铁、 铝等 3 种模拟试样开展脉冲涡流检测试验, 提取了信号主峰幅值、 主峰面积、 过零时间及衰减时
间等 4 个特征并进行分析。结果表明: 上述 4 个特征都可以将铁磁性材料( 铁) 和非铁磁性材料
( 铜、 铝) 进行有效区分, 过零时间则可以进一步实现对铜和铝材料的区分。上述研究证实了脉冲涡
流检测在复合金属层材料鉴别中的有效性, 为石油双层复合金属管的检测提供了借鉴。

关键词:复合金属层; 脉冲涡流; 材料鉴别

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 04-0023-03

Materialidentificationforcom p ositemetalla y erbasedonp ulsededd y current

LIJi , YANGLei , ZHOUYumin g CHEN Weilin , ZHANG Min
,

( NuclearPowerInstituteofChina , Chen g du610213 , China )

Abstract : Aimin gatthe p roblemofnondestructivein-situidentificationofdoublecladmetaltubeinoilindustr y ,

amethodbasedonp ulsededd ycurrentforcom p ositemetalla y ermaterialsidentificationisp ro p osed.Themethod

takesadvanta g esof p ulsededd ycurrent , suchasitswidefre q uenc ybandandlar g edetectionde p th , torealizethe

detectionandidentificationofcladdin gmetalla y erb y eliminatin g itsshieldin g effect.Intheex p eriment , p ulseedd y

currentsi g nalsofthrees p ecimensofco pp er , iron , andaluminumcladdedb y stainlesssteelwereac q uisitedandfour

characteristicsof p eakam p litude , p eakarea , zero-crossin gtimeanddeca ytimewereextracted.Theresultshows

thatthefourcharacteristicscaneffectivel ydistin g uish ma g neticmaterials ( iron ) fromnon-ferroma g neticmaterials

( co pp er , aluminum ), andzero-crossin g timecanfurtherrealizethedistinctionbetweenco pp erandaluminum.This

researchdemonstratesthat p ulsededd y currentiseffectiveforthematerialidentificationofcom p ositemetalla y ers ,

it p rovidesreferenceforthein-situidentificationofdoublecladmetaltube.

Ke ywords : com p ositemetalla y er ; p luseedd y current ; materialidentification
涡流检测是建立在电磁感应原理基础上的一种 痕, 还可以用来对金属材料种类、 合金成分、 材料内
非接触式无损检测方法, 具有操作简单、 检 测速度 部组织结构、 热处理状态、 硬度以及机械性能等进行
快、 安全等特点, 被广泛运用在航空 航天、 船舶、 核 鉴别 [ 3 ] 。例如, 陈昌华 [ 4 ] 采用涡流系统对 12 种不同
电、 机械、 建筑、 冶金等领域 [ 1-2 ] 的各种金属制件( 如 牌号的钢进行了分选, 解决了马钢高线厂线材混号
管、 棒、 板、 坯材及各种机械零件) 和少数非金属导电 的问题。边美华等 [ 5 ] 采用涡流技术对在役电力变压
材料( 如石墨、 碳纤维复合材料) 的检测中。传统的 器导线材料进行原位无损鉴别, 实现了对在役变压
涡流检测主要用于检测导电材料表面或近表面的伤 器内部导体( 铜、 铝) 的快速识别。潘春岭等 [ 3 ] 设计
了双通道涡流传感器, 并对 7 种不同材料的金属进
行快速识别。刘艺柱等 [ 6 ] 设计了适用于自动售 货
收稿日期: 2020-11-20
作者简介: 李 骥( 1988- ), 男, 博士, 主要从事无损检测工作 机、 无人公交车的硬币涡流识别系统, 实现了对第 5
套硬币的有效识别。上述研究采用的都是常规涡流
通信作者: 李 骥, li j i2615@163.com
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2021 年 第 43 卷 第 4 期
无损检测