Page 104 - 无损检测2021年第十期

李 伟, 等:

隔水管环焊缝裂纹交流电磁场检测系统的研制

试件材料为低碳钢, 采用两块大小相同的试件 小于设定的阈值( 1mm ), 检测软件不对其进行报

对焊而成, 外径约为533mm , 壁厚为20mm , 形成 警。裂纹1 , 裂纹2 , 裂纹4的深度分别为1.0 , 1.5 ,

的焊缝宽度为 40mm , 焊缝两侧 20mm 左右为热 1.0mm , 达到了软件设置的阈值, 检测软件均发生

影响区。根据检测需要, 在焊缝和热影响区的不同 了报警提示。分析4个不同通道的信号, 可反推环
位置各设置一个裂纹缺陷, 两条位于焊缝上, 两条位 焊缝左右热影响区以及焊缝右半部分存在超出标准
于热影响区, 隔水管检测试件外观如图9所示, 每条 的危险缺陷。
裂纹尺寸如表1所示。 4 结语

试件检测结果如图 10 所示, 其中裂纹 3 的深度

( 1 )建立了隔水管环焊缝三维仿真模型, 优化
了阵列检测探头参数, 使探头全面覆盖环焊缝及热
影响区。仿真结果表明: 应设定传感器之间的间距

为10mm ; 所需检测的隔水管环焊缝及热影响区宽

度为80mm , 应布置4个阵列传感器。
( 2 )搭建阵列检测探头和软硬件为一体的隔水

管焊缝及热影响区裂纹检测系统, 开展该检测系统

稳定性试验, 确定裂纹深度为1mm 的安全阈值, 而
图9 隔水管检测试件外观
后对隔水管试件进行检测, 结果表明: 阵列检测传感
表1 隔水管检测试件裂纹尺寸 mm 器探头一次扫查可实现环焊缝及热影响区裂纹的快
裂纹编号 长 深 速检出, 通过软件界面的裂纹特征信号显示, 可反过

1 20 1.0 来确定裂纹的位置。
2 20 1.5
参考文献:
3 20 0.8
[ 1 ] 袁新安, 李伟, 殷晓康, 等. 基于 ACFM 的奥氏体不锈
4 15 1.0
钢不规则裂纹可视化重构方法研究[ J ] . 机械工程学
报, 2020 , 56 ( 10 ): 27-33.
[ 2 ] 袁新安. 基于周向电磁场的管柱表面裂纹定量检测技
术研究[ D ] . 东营: 中国石油大学( 华东), 2016.

[ 3 ] LI W , YUAN X , CHEN G , et al.Induced

circumferentialcurrentfortransversecrackdetection

ona p i p estrin g [ J ] .Insi g ht-Non-DestructiveTestin g

andConditionMonitorin g , 2015 , 57 ( 9 ): 528-533.
[ 4 ] 吕拴明, 覃建, 张凯, 等. 海洋钻井隔水管单根制造技术
研究[ J ] . 石油矿场机械, 2016 , 45 ( 6 ): 76-80.

[ 5 ] LIW , YUANXA , CHENG M , etal.Hi g hsensitivit y

rotatin g alternatin g currentfield measurementfor

arbitrar y -an g leunderwater cracks [ J ] .NDT & E
International , 2016 , 79 : 123-131.
[ 6 ] 任尚坤, 房坤, 周瑞琪. 基于 TMR 传感器的 ACFM 检
测系统的设计及试验研究[ J ] . 无损探伤, 2014 , 38 ( 1 ):
36-39.
[ 7 ] 李伟, 陈国明, 张传荣, 等. 基于 LabVIEW 的 ACFM 网

络实验平台开发与测试[ J ] . 实验技术与管理, 2013 , 30
图10 隔水管试件检测结果 ( 3 ): 65-67 , 73.

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2021年 第43卷 第10期

无损检测