Page 96 - 无损检测2022年第四期

郝大洋,等:
焊缝余高及缺陷对管道环焊缝漏磁检测的影响

程度去判断焊缝上是否存在缺陷的有效范围变小,
即随着焊缝余高的增大, 焊缝上可有效检测到的缺
陷最小深度增大, 这说明焊缝余高越大, 同样的缺陷
越不容易被检出。因此, 焊缝上的缺陷能否有效检
出与焊缝余高密切相关。
( 即
不同焊缝余高下 B x 曲线外侧峰峰值B x _ p - p
焊缝余高导致的漏磁信号) 如图 10 所示, 不同焊缝
如图 11 所示。由
余高下焊缝中心区域峰值 B y _ p - p
图 10 , 11 可知, 焊缝余高相同时, 随着缺陷深度增
也
加, B x 外侧峰峰值减小, 焊缝中心区域峰值 B y
峰
减小; 缺陷深度相同时, 随着焊缝余高的增大, B x
也增大。
峰值增大, 焊缝中心区域峰值 B y

图 9 余高 3mm 时不同深度椭球缺陷磁通密度分布曲线
峰 [ 10-11 ] 。由图 7 ( a ) 可知, 焊缝缺陷的漏磁信号表现
为外侧先正后负的两峰中间夹着内侧的先负后正的
分布曲线则 图 10 不同焊缝余高下 B x 峰峰值B x_ p - p
4 个对称分布的复合峰; 而轴向分量 B y
表现为外侧凸峰中间夹着一个凹峰 [ 见图 7 ( b )]。
对该结果进一步分析可知, 焊缝余高所产生的信号
上叠加了缺陷的漏磁信号, 从而导致磁通密度分布
曲线发生复合, 且随着缺陷深度增加, 曲线的复合现
的外侧峰( 焊缝余高漏磁
象越明显, 如径向分量 B x
信号) 峰值逐渐降低, 而内侧峰( 焊缝缺陷漏磁信号)
的峰值增加。因此, 可以根据曲线的复合程度初步
判定焊缝上是否存在缺陷。
由图 8 可知, 当焊缝余高为 2mm 时, 不同深度 图 11 不同焊缝余高下焊缝中心区域峰值 B y _ p - p

分布曲线和轴向 为了进一步分析复合漏磁信号的特征, 对焊缝
椭球缺陷磁场分布的径向分量 B x

分布曲线与焊缝余高为 1mm 时的分布曲 余高为 1mm , 凹坑深度为 50% 壁厚和焊缝余高为
分量B y

线类似, 但二者所能检测的缺陷深度范围明显不同, 1mm 无缺陷时的磁通密度分布曲线以及两者的相
即相同缺陷时, 随着余高增加, 内侧峰的漏磁信号整 减曲线进行比较, 结果如图 12 所示。可见相减曲线
体变小, 磁通密度分布曲线的复合程度变弱, 这里仅 呈典型的减薄型缺陷漏磁信号特征, 进一步证明了焊
能分辨出深度大于 80% 壁厚缺陷的漏磁信号特征。 缝余高与中心缺陷磁通密度分布曲线的复合现象。

此外, 由牵拉试验结果可知, 当余高达到 2 mm 时, 2.3 不同位置椭球缺陷的漏磁信号分布特征
焊缝中心仅深度大于 80% 壁厚的缺陷被有效检出, 根据牵拉试验样管中的缺陷制备方案, 相同椭
其余均未被检出, 这与模拟结果吻合。 球凹坑处于不同位置时的几何模型如图 13 所示, 分

由图 9 结果可以看出, 当焊缝余高为 3mm 时, 为 3 种典型情况: 管壁( 左侧红色凹坑), 熔合线( 中
间绿色凹坑), 焊缝中心( 右侧蓝色凹坑), 不同位置
磁场分布的径向分量 B x 分布曲线和轴向分量 B y
的分布曲线均未见明显复合。因此, 无法根据曲线 缺陷的磁通密度分布曲线如图 14 所示。
的复合有效判定焊缝上是否存在缺陷。 由图 14 可知, 由于所处位置不同, 相同缺陷的
综上所述, 当焊缝余高增加时, 根据曲线的复合 漏 磁信号存在较大差异。 其中缺陷位于管壁时的漏
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2022 年 第 44 卷 第 4 期
无损检测