Page 115 - 无损检测2024年第八期

仪器研制
仪器研制

DOI：10.11973/wsjc202408013

基于交流电磁场的支管角焊缝表面缺陷检测系统

项小强 ，赵 岩 ，聂向晖 ，王长江 ，杨周瑾 2
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（1. 国家管网集团工程技术创新有限公司，天津 300450；2. 中国石油集团工程材料研究院有限公司，西安 710077）
摘 要：基于交流电磁场检测（ACFM）技术，开发了一套支管角焊缝表面缺陷检测系统。设
计了包含ACFM探头和便携式机箱的硬件检测系统，针对检测信号的特点开发了信号平滑滤波算
法，提高了信号的信噪比，并基于LabVIEW平台编写了集信号采集、信号处理和信号显示为一体的
检测软件，最后形成一套完整的交流电磁场支管角焊缝表面缺陷检测系统，并采用该系统对Q345
材料角焊缝试件进行检测。试验结果表明，所设计的交流电磁场缺陷检测系统能实现支管角焊缝
表面缺陷信号的有效降噪和准确识别。
关键词：交流电磁场检测；支管角焊缝；表面缺陷；检测探头；平滑滤波

中图分类号：TP274；TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)08-0077-06

Branch pipe fillet weld surface defect detection system based on
alternating current field

XIANG Xiaoqiang , ZHAO Yan , NIE Xianghui , WANG Changjiang , YANG Zhoujin 2
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（1. PipeChina Engineering Technology Innovation Co.,Ltd., Tianjin 300450, China;
2. CNPC Tubular Goods Research Institute Co.,Ltd., Xi’n 710077, China）
a
Abstract: A surface defect detection system for branch pipe fillet welds was developed based on alternating current
field detection (ACFM) technology. A hardware detection system including ACFM probe and portable chassis was
designed, and a signal smoothing filtering algorithm was developed based on the characteristics of the detection signal to
improve the signal-to-noise ratio. Based on LabVIEW software, a detection software was developed to integrate signal
acquisition, signal processing, and signal display. Finally, a complete AC electromagnetic field branch corner weld surface
defect detection system was formed, and the Q345 material corner weld specimen was tested using this equipment. The
experimental results showed that the proposed alternating current field defect detection system can effectively reduce noise
and accurately identify surface defect signals of branch pipe corner welds.
Key words: alternating current field measurement; branch pipe fillet weld; surface defect; detection probe; smoothing
filtering

支管角焊缝是压力容器设备及管道系统中常见 盖焊缝全截面的问题；射线检测存在透照方向受限、
的连接结构，特别是在工艺管道中，支管角焊缝是各 胶片与焊缝难以紧密贴合、影像畸变严重等问题。
种传感器套管及支管与主管间的主要连接形式。与 与对接焊缝类似，支管角焊缝焊接缺陷包括裂纹、气

对接焊缝相比，支管角焊缝接头结构和坡口形状较 孔、夹杂、未熔合、未焊透等，相对于内部缺陷，支管
为复杂，给焊接及后续的检测带来了一定的困难。 角焊缝表面缺陷，特别是裂纹类线性缺陷更容易形
如超声检测中存在探头耦合不良、声束难以有效覆 成应力集中，引起焊缝开裂，影响设备安全 [1-2] 。此外，
在管道及设备运行过程中，受振动、应力集中、压力
收稿日期：2023-12-25
及载荷波动的影响，支管角焊缝往往成为开裂失效
作者简介：项小强（1981—），男，博士，高级工程师，主要从事管
[3]
的敏感部位 。
道完整性管理技术的研究工作
通信作者：聂向晖，niexh@cnpc.com.cn 常见的焊缝缺陷无损检测技术有超声检测、涡
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2024 年 第 46 卷 第 8 期
无损检测