Page 45 - 无损检测2023年第三期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202303003

基于 ECPT 的拉应力对铁磁材料缺陷

量化影响的仿真分析

邱 巧, 刘彦麟, 伍剑波, 马咏梅
( 四川大学 机械工程学院, 成都 610065 )

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。

关键词: 承压设备; 拉应力; 脉冲涡流热成像( ECPT ); 缺陷量化

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2023 ) 03-0011-07

Simulationandanal y sisoftheeffectoftensilestressondefect q uantificationof

ferroma g neticmaterialsbasedonECPT

Q IUQ iao , LIUYanlin , WUJianbo , MAYon g mei

( SchoolofMechanicalEn g ineerin g , SichuanUniversit y , Chen g du610065 , China )

Abstract : Aimin g atthep roblemoflowdefectq uantificationaccurac ycausedb ythene g lectoftheeffectof

tensilestressonthep ermeabilit yofferroma g neticmaterialsinthep rocessofdefectdetectionofferroma g netic

p ressuree q ui p mentb y edd y current p ulsedthermo g ra p h y ( ECPT ), this p a p ercombinestheforce-ma g neticcou p lin g

relationshi p , electroma g neticinductionlawandJoule'slawtosimulativel y investi g atetheinfluenceofelastictensile

stressondefect q uantificationindifferentdirectionsandde p thsb yECPT.Theresultsshowthatthemaximum

p ermeabilit yofthedefects withdifferentorientationsincreases withtheelastictensilestressg rowin g .The

maximump ermeabilit y atdefectincreaseswiththede p thofthehorizontaldirectionofdefect.Meanwhile , itisnot

sensitivetothechan g eofthede p thoftheverticaldirectionofdefect.Inthe p rocessofECPTdefect q uantification ,

theslo p eofthehorizontaldefectde p thq uantificationcurvebasedonthetem p eraturedifferenceincreaseswiththe

stress.Thestandarddeviationofthehorizontaldefectq uantificationfittin gcurveislowerthan 0.3℃ andthe

coefficientofdeterminationishi g herthan95%.Asaresult , thefittin geffectisg ood.Theverticaldefectde p th

q uantificationcurvebasedontem p eraturedifferencecharacteristicsislessaffectedb y stress.

Ke ywords : p ressuree q ui p ment ; tensilestress ; p ulsededd y currentthermo g ra p h y ( ECPT ); defect q uantification
承压设备是工业生产和制造中承受各种压力
收稿日期: 2022-07-12

基金项目: 国家自然基金重大研究计划 ( 92060114 ); 四川省科
的设备, 主要包含高压管道、 锅炉和压力容器等,
技计划项目资助 ( 2022YFS0524 , 2022YFG0044 ); 四川大学 - 自贡市

属于特种设备, 其安全问题不容忽视。这些设备
校地科技合作项目( 2021CDZG-4 )
大多工作在高温、 高压或者潮湿的极端环境中, 内
作者简介: 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 部存储的液体、 气体具有易燃易爆、 剧毒和腐蚀等
通信作者: 伍剑波( 1986- ), 男, 副教授, 博士生导师, 从事结构 特性。介质的特殊性和工作环境的极端性, 给承
压设备的安全状态带来了极大的考验, 使承压设
健康监测技术研究与系统开发, wu j ianbo@scu.edu.cn
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2023年 第45卷 第3期
无损检测