基于有限元分析的管材渦流檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化方法.pdf

1、渦流檢測(cè)是五大常規(guī)無損檢測(cè)技術(shù)之一，具有易耦合、速度快、成本低、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)，在核電、航空、石化、電力、冶金等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮了越來越重要的作用。每年大量金屬管材廣泛應(yīng)用于以上各工業(yè)領(lǐng)域，管材的無損檢測(cè)直接影響到經(jīng)濟(jì)效益和人員的生命安全，世界各國(guó)都對(duì)金屬管材的質(zhì)量檢測(cè)給以極大的重視。然而渦流檢測(cè)的局限性如易受多種因素影響而產(chǎn)生偽缺陷信號(hào)，引起判定困難，容易發(fā)生誤檢，這使得渦流檢測(cè)的應(yīng)用受到一定程度的限制。在渦流檢測(cè)中，對(duì)于一

2、定結(jié)構(gòu)的探頭，檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)參數(shù)特別是檢測(cè)頻率是決定檢測(cè)靈敏度和可靠性的主要因素。為了全面可靠地對(duì)管材進(jìn)行檢測(cè)和質(zhì)量控制，就必須選擇最優(yōu)的檢測(cè)參數(shù)，以促進(jìn)現(xiàn)有渦流檢測(cè)技術(shù)向更高可靠性進(jìn)步和促進(jìn)渦流檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用。本文在詳細(xì)闡述現(xiàn)存金屬管材渦流檢測(cè)參數(shù)如激勵(lì)頻率選擇方法的基礎(chǔ)上，指出了現(xiàn)有渦流檢測(cè)激勵(lì)頻率選擇方法的根本問題在于，只能得到比較好的激勵(lì)頻率，而不是最好，因此得不到最好的檢測(cè)效果。為此本文在現(xiàn)代渦流檢測(cè)理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，

3、提出了用電磁場(chǎng)有限元法選擇金屬管材渦流檢測(cè)的激勵(lì)頻率，用這種新方法克服現(xiàn)有管材渦流檢測(cè)參數(shù)選擇方法的缺點(diǎn)。 本文以不銹鋼管為例，探討用穿過式和內(nèi)插式探頭檢測(cè)金屬管材的最佳檢測(cè)參數(shù)。首先對(duì)內(nèi)插式和穿過式探頭檢測(cè)管材時(shí)的電磁場(chǎng)進(jìn)行有限元分析，接著利用ANSYS軟件實(shí)現(xiàn)了缺陷信號(hào)的仿真，得出了不同條件下缺陷信號(hào)的幅度和相位，從而找出最佳激勵(lì)頻率。最后按照仿真中所設(shè)定的檢測(cè)條件進(jìn)行渦流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證有限元法選擇檢測(cè)頻率的可靠性和準(zhǔn)確性。

4、實(shí)驗(yàn)得到的不同條件下缺陷信號(hào)的幅度和相位與仿真得到的完全符合。這表明用缺陷信號(hào)的仿真找出最佳檢測(cè)參數(shù)，不僅是可行的，也是十分精確和可靠的。 基于本文的研究，得出管材渦流檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化的新方法：ANSYS軟件仿真不同頻率下的渦流檢測(cè)信號(hào)，比較不同頻率下的缺陷信號(hào)，選擇對(duì)于內(nèi)外壁缺陷靈敏度都高的檢測(cè)頻率，并且使內(nèi)外壁缺陷信號(hào)的相位差接近最大。它的優(yōu)點(diǎn)在于，用選出的最佳頻率進(jìn)行檢測(cè)，可得到最好的檢測(cè)效果，既能兼顧內(nèi)外壁缺陷的檢測(cè)靈敏度，