Page 34 - 无损检测2025年第四期

张艺潇，等：

斜拉桥索的全截面漏磁检测

图 8 凹槽缺陷钢丝放置位置示意
其内部放置57根钢丝（材料为15#钢），将缺陷钢丝
置于索体表层。扫查过程中将单个霍尔元件放置于
距离缺陷正上方10 mm的位置处，励磁电流大小设
定为0. 8 A。使用所搭建的试验平台对上述缺陷钢
图 6 阵列式漏磁传感器结构示意
丝进行扫查试验，设置检测速度为0. 04 m · s ，采
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1.2 桥索缺陷检测试验平台搭建
集并存储检测信号。
漏磁检测试验平台主要由“工”字型扫描架、步
断面缺陷与护套内凹结构错位布置，将深度
进电机、阵列式漏磁传感器、示波器等组成。扫描架 分别为1，2，3，4 mm的护套内凹结构依次放置于
上位机软件采用LabVIEW软件编写，包含步进距离
4 mm深度与3 mm深度缺陷之间（见图 9），设置完
与运动速度设置窗口以及电机旋转方向选择按钮，
成后，采用阵列式漏磁传感器对其进行检测。另外，
能够实现扫描架双向不同速度、距离的运动控制。
对于外凸型护套破损，将高度分别为0. 5~3 mm（步
控制箱内的运动控制核心为Arduino UNO单片机，
长为0. 5 mm）的护套外凸结构依次放置于深度为
上位机通过VISA串口与单片机通信，通过电机驱
4 mm和3 mm的缺陷之间，使用漏磁检测试验平台
动器实现扫描架导轨末端的8线步进电机旋转方向、
以0. 04 m · s 的速度对其进行匀速扫查。
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速度与步进距离的控制，扫描架搭载阵列式漏磁传
感器能够进行匀速直线运动，进而实现对模拟桥索
试件的检测。漏磁检测试验平台结构如图7所示。

图 9 护套内凹结构示意
2.2 桥索全截面缺陷检测试验
在平行钢丝拉索的表面加工宽度为 1 mm，深
度为2，3，4，5 mm和宽度为2 mm，深度为2，3，4，
5 mm的两根缺陷钢丝，为模拟内部缺陷出现在表面
缺陷附近，在同一截面设计了表面和内部缺陷。在
深度分别为5，4，3 mm的三个表层缺陷截面上设置
不同类型的内部断丝缺陷，缺陷位置如图10所示。
1#缺陷为位于15°和195°方向，深度为5 mm的表层
图 7 漏磁检测试验平台结构示意
缺陷及位于135°和315°方向的多根断丝，2#缺陷为
2 桥索缺陷漏磁检测试验
位于15°和195°方向，深度为4 mm的表层缺陷和位
2.1 提离波动条件下的漏磁检测试验
在研究提离波动对缺陷漏磁检测信号的影响
之前，在无干扰因素下进行索体缺陷的检测试验以
提供参考基准。首先在直径7 mm的单根钢丝试件
上，利用线切割加工技术在钢丝表面加工具有不同
尺寸的凹槽缺陷（见图8）。共设置5处凹槽宽度均
为1 mm的缺陷，对其编号为A~E，深度从1~5 mm
（步长为1 mm）逐渐增大，缺陷之间的距离设置为
200 mm。试验中，采用带圆孔的有机玻璃模具，在 图 10 平行钢丝拉索全截面缺陷位置示意

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2025 年 第 47 卷 第 4 期
无损检测