Page 88 - 无损检测2024年第十期

申 扬，等：
风机塔筒焊缝缺陷漏磁与磁扰动检测性能对比

测结果的线性拟合曲线，根据检测范围可以看出磁扰 最小圆孔缺陷尺寸为直径1 mm、深度1 mm，而漏磁
动传感器的裂纹角度检测盲区小于漏磁检测的，可 的最小圆孔缺陷检测能力为直径2 mm、深度1 mm。
有效检出的缺陷角度更小，两者的线性拟合方程为 且在不同深度圆孔缺陷检测中，磁扰动的信噪比优
y
L : =0.000 6 -0.019 57(R 2 =0.955 8) 于漏磁的。
x
2 （2）
y
D : =0.001 5 -0.002 6(R 2 =0.961 3) （3）漏磁与磁扰动信号峰峰值与裂纹缺陷宽度、
x
2
裂纹缺陷角度、圆孔缺陷直径、圆孔缺陷深度呈正相
式中：L 为不同角度裂纹漏磁拟合方程；D 为不同 关关系。其中在可检出范围内，两种信号峰峰值随裂
2
2
角度裂纹磁扰动拟合方程。
纹缺陷宽度、裂纹缺陷角度增加而线性增加。漏磁信
可见拟合线性度R 均大于0. 95，表明两种信号
2
号峰峰值随圆孔缺陷深度变化的曲线可用线性函数
在可检出区间内与角度具有较强的正比例关系，磁
拟合，而磁扰动信号峰峰值拟合方程更符合指数函数
扰动的检测范围强于漏磁的。
特征。
漏磁与磁扰动信号与圆孔直径的关系如图9（c）
所示，由于漏磁能只能检出2 mm和3 mm的圆孔缺 参考文献：
陷，两个点没必要拟合直线和方程，而磁扰动可检出
[1] JIANG W C，FAN Q S，GONG J M．Optimization
的最小圆孔直径为1 mm，在点蚀类缺陷（圆孔）的
of welding joint between tower and bottom flange
检测中，磁扰动检测性能优于漏磁的。 based on residual stress considerations in a wind
漏磁与磁扰动检测信号峰峰值随圆孔缺陷深度 turbine[J]. Energy，2010，35（1）：461-467．
变化曲线的拟合结果如图9（d）所示，可以看出，漏 [2] 王婷，梁颖，雷雯，等.风机塔筒早期损伤的磁记忆检
磁信号峰峰值与圆孔缺陷深度呈正比例关系，而磁 测[J]. 无损检测，2022，44（1）：24-28．
扰动信号峰峰值则在缺陷深度超过2 mm后不再明 [3] 杨昊，张悦，葛翔凯，等. 在制风电塔筒焊缝的超声检
显增加，更符合指数函数特征，两者的拟合方程为 测工艺研究[J]. 无损探伤，2023，47（4）：18-22.
[4] MOHAMAD A J，ALI K，RIFAI D，et al. Eddy current
x
L : =0.015 8 +0.002 5(R 2 =0.952 5)
y
3 testing methods and design for pipeline inspection system：
y
D : =-0.779 2e -0.7886x +0.450 5(R 2 =0.999 7) a review[J]. Journal of Physics：Conference Series，2023，
3
（3） 2467（1）：12-30.
式中：L 为不同深度圆孔漏磁拟合方程；D 为不同 [5] HOLIZADEH H，SAMANEH，FILLETER T，et al.
3
3
深度圆孔磁扰动拟合方程。 Enhancement of defect characterization with AC
可见漏磁和磁扰动方程的线性和二次函数拟合 magnetic flux leakage：far-side defect shape estimation
度均大于0. 95。在缺陷检测范围方面，两种方法均 and sensor lift-off compensation[J]. IEEE Transactions
能检测出最小直径2 mm、深度1 mm的缺陷，虽然磁 on Magnetics，2022，58（5）：1-11.
[6] WANG W X，HUANG S L，ZHANG J H，et al.
扰动检测的信号强度强于漏磁检测的，但磁扰动的
Characterization of clustered cracks at weld root based on
峰峰值随缺陷深度增大呈现出趋于平缓的变化。
uniform-magnetic-field distortion measurement[J]. IEEE
5 结语 Transactions on Instrumentation and Measurement，
2022，71（1）：1-10.
焊缝是塔筒的力学性能薄弱区域，易形成焊缝区 [7] AGUIL J，ESPINA J H，PEREZ J A，et al. A magnetic
域腐蚀和裂纹等缺陷。文章利用漏磁与磁扰动技术 perturbation GMR-based probe for the nondestructive
对焊缝中常见类型缺陷进行了试验，得到如下结论。 evaluation of surface cracks in ferromagnetic
（1）漏磁在裂纹缺陷宽度方面的检测性能优于 steels[J]. NDT & E International，2016，79（1）：132-141.
磁扰动的，漏磁传感器能够检出最小宽0. 5 mm、深 [8] SUN Y H，KANG Y H，CHEN Q. A new NDT method
based on permanent magnetic field perturbation[J].
1 mm的裂纹缺陷，而磁扰动传感器可检出的最小缺
NDT & E International，2011，44（1）：1-7.
陷宽度为1 mm；磁扰动角度裂纹缺陷的检测性能更
[9] ZHANG J Y，LIU X C，XIAO J W，et al. A comparative
佳，其能检出的最小裂纹缺陷角度为15°，优于漏磁
study between magnetic field distortion and magnetic flux
的45°。 leakage techniques for surface defect shape reconstruction
（2）磁扰动传感器对腐蚀类缺陷（圆孔缺陷）的 in steel plates[J]. Sensors and Actuators A Physical，
检测能力整体优于漏磁传感器的。磁扰动能检出的 2019，288（1）：10-20.
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2024 年 第 46 卷 第 10 期
无损检测