開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇微磁檢測技術在特種設備焊接中的應用，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。

1前言

承壓類特種設備焊接接頭的質量檢測，一般采用NB/T47013《承壓設備無損檢測》中規定的射線檢測、超聲檢測、磁粉檢測、滲透檢測和渦流檢測等5種方法，這5種方法各有優缺點。承壓類特種設備的各種監察、檢驗規程也規定了相應的設備應采用何種檢測方法、何種比例等，這是保障安全的最基本的要求。21世紀，隨著計算機技術和人工智能飛速發展，傳統的無損檢測技術也得到了很大提升，無損檢測方法也加入了很多新型計算機技術，特別是現代數字信號處理和信號模式識別技術的加入使現代無損檢測技術飛速發展，不但檢測的準確性大大提升，而且檢測結果更加直觀，甚至可以量化到缺陷的大小、深度位置。對比早期的無損檢測，只能定性發現缺陷，現代無損檢測在結合損傷力學的知識之后不但能發現缺陷，更能對構件的強度和使用壽命進行評估，這使得現在工件的安全性能得到大幅度保障。因此，對于開發出一種新型的焊縫無損檢測的方法非常有必要，特別是在當代便攜式移動設備的普及，讓無損檢測的發展方向發生了很大改變。即利用簡單便捷的儀器實現對焊縫快速的檢測。而現在簡單常用的便攜儀器都是手機，所以開發出一種新型基于安卓系統的焊縫檢測系統非常有必要。目前，大部分的便攜儀器都使用安卓系統，基于安卓系統的焊縫無損檢測方法比較少，特別是基于弱磁技術的安卓系統焊縫檢測，對比射線檢的輻射性會導致工作量巨大，成本高昂。超聲雖能檢測出部分缺陷，對于表面難處理結構復雜細小的焊縫很難檢測出來。磁粉檢測由于檢測的材料有所限制，所以磁粉檢測適用范圍相對較小。渦流檢測由于要接受缺陷反饋電流，信號接收設備較大不太適合簡單快速檢測。基于上述原因，本文作者采用便攜式微磁檢測儀對承壓類特種設備的焊接接頭質量進行檢測研究。

2微磁檢測技術的優勢

超聲檢測對于厚度較大的材料焊縫有非常好的效果，可以在短時間內精準地檢測出焊縫大小、形狀和所微磁檢測技術在承壓類特種設備焊接接頭近表面缺陷檢測中的運用喻德耀（江西省檢驗檢測認證總院特種設備檢驗檢測研究院南昌檢測分院，江西南昌330000）摘要：焊接接頭是承壓設備中最薄弱的環節，其質量的好壞由各種因素共同決定，容易產生各種不同類型的缺陷。常規的檢測方法對于近表面不開口缺陷靈敏度較差，這類缺陷也是工程人員較為頭疼的問題之一。本文作者采用微磁檢測新技術對承壓設備焊接接頭進行檢測研究，結果表明，微磁檢測技術對于這類近表面缺陷具有較高的檢出率，是一種值得推廣使用的檢測新技術。在位置。但對于體積較小、質地輕薄的新型材料，焊縫不能很好地進行檢測；射線檢測因為對焊縫結構要求很多，結構復雜的零件不能很好地被檢測出來，并且不便于快速檢測；渦流檢測由于只能對一定厚度的焊接板進行檢測，所以對于焊接薄板的焊縫檢測方法還不完善，特別小型薄板材料的焊縫缺陷信號非常難以提取；磁粉檢測由于只能磁化鐵磁性材料，非鐵磁性材料就不能利用磁粉檢測對其進行檢測。滲透檢測在制造廠內對于大型工件、批量化生產的小工件進行集體檢測具有較大的優勢，但是，它對于探究缺陷的內部形狀和深度卻無能為力。基于此，通過微磁檢測在其他工程檢測領域的實踐，其具有如下特點，能夠運用于焊縫檢測。（1）對檢測面的光潔度要求不高，比如，檢測面通常存在的鐵銹、油污等雜質對檢測結果影響不大，這非常適用在役承壓設備的檢測。（2）利用地磁磁化所形成的磁場進行檢測，不需要專門磁化。（3）儀器設備小，攜帶方便。（4）操作簡單，易于入門。

3檢測原理

所有經過磁化后的物體都會形成磁場，當工件表面光滑工件內部連續沒有缺陷時，磁通全部從工件上通過，但是，如果工件有缺陷會使得這部分磁導率發生變化磁阻增加，其表面磁場發生異常形成漏磁場。微磁檢測正是通過對這種異常的磁場信息進行捕捉，而達到檢測出缺陷的目的。當材料內部存在與磁場方向垂直的缺陷時，原來材料均勻統一的磁導率會發生變化，缺陷的磁導率往往較小，而其磁阻較大，此時，磁力線會先選擇通過磁阻較小部分，當這部分磁力線飽和后，不能接受更多磁力線，這時磁力線會泄漏出材料表面。通過對泄漏出材料的這部分磁場信號的檢測，就是微磁檢測的基本原理。為了便于探究漏磁場的特性，可以采用將其分解為水平分量Bx和垂直分量By的方法，此時，微磁檢測缺陷的磁感應強度就可以分為水平部分和垂直部分測量了。這樣就方便了對信號數據的提取。弱磁檢測的檢測原理是因為工件在加工制造或服役產生多種缺陷，而這些缺陷的存在會導致該部分的材料的磁導率發生變化。為更形象地分析磁感應線的傳播原理，此時，假設磁感應線產生了折射，折射面為工件表面。在理想狀態下，工件表面材質勻質無雜質，磁場折射率是不變的，因此磁場強度相同。假設工件內部存在缺陷時，缺陷部分的磁導率和磁阻發生變化和材料其他部分不同，在缺陷位置磁場會形成“折射”，材料同一部分不同磁導率會對這種“折射”現象產生干擾，干擾后的磁力線會發生路徑的偏折，進而其磁感應強度也產生突變，這為微磁檢測方法檢測出這類缺陷提供了天然條件。當工件中的磁通量穿過不同介質時，它的量是不發生改變的。但當兩種介質的磁導率不同兩介質中的磁感應強度不在相同，無論其磁導率差異是何種情況，缺陷位置的折射現象都會發生，對于高磁導率雜質，磁感應線不會被擠壓出工件，而是可以“借用”雜質的傳導作用繼續在工件中傳輸過去；然而，對于低磁導率雜志，磁力線會被擠壓出工件，而從缺陷的上面通過。我們要檢測和分析缺陷，那我們只要對這部分信號進行分析就可以達到檢測的目的。

4試驗研究

在壓力容器制造監督檢驗時，讓該廠的熟練焊工焊接一塊有人工缺陷的鋼板對接焊接接頭，材料為Q345R，長25cm，寬10cm，板厚5cm，對于缺陷的相應部位，在鋼板的背面進行了相應標記。用微型檢測儀對該焊板進行檢測，結果如下：開始檢測和結束檢測時都會發生信號有別于正常情況波動，這是因為焊縫的端頭會存在磁場聚磁效應。對工件進行掃查時，在工件開始和結束兩端存在加速減速過程，這種速度也會導致磁場值異常，將這種由于端頭引起的電磁場信號異常變化現象稱為端頭效應。讀取儀器中的磁通量值我們也可以看出在上下標準線、最大值上差異比較明顯。其原因是每次使用儀器測量一個部分缺陷時，系統把這次測量部分材料數據進行求平均值，通過平均值和這次數據最大值來計算上下標準線。對比第一次掃查結果和第二掃查結果可以看出雖然兩次掃查都有同一缺陷出現，但標準線卻不同其原因是系統計算上下標準線不是依靠材料性質來定的，它是根據每次掃查部分和掃查速度共同決定的，哪怕兩次掃查掃查很多相部分、掃查到很多共同缺陷、掃查速度相同其上下標準線也必定不同。為了讓缺陷信號更好識別，本次研究用到了一種叫基于磁場梯度的方法，根據上述理論分析，把磁場強度這一矢量分解成了水平分量和垂直分量。本次研究采用的探頭檢測的信號正是其中垂直于工件焊縫表面Z軸方向上的磁場強度。從的掃查結果可以看出，焊縫表面的磁場信號起伏幅度較大，與工件中其他位置的磁信號截然不同。對于這種起伏不定的矢量信號，在數學中常用梯度法進行處理，即對焊縫表面的磁場信號波動量進行放大，讓波動量更直觀的在檢測人員的視覺感官中，磁場梯度可以表示為磁信號的微分。其中，B(x)表示檢測中磁感應強度，x為檢測路徑，ΔB即為磁場強度沿著這一檢測路徑的梯度大小。當工件是完整工件（無缺陷）時，磁場梯度變化及其微小，可以近似于一個定值。假設工件中存在缺陷時，根據式（5）可以得出該處的值將發生幅度較大的變化，這種幅度與無缺陷處相比是明顯的，此時，我們根據梯度變化特性就可以提取出工件中存在的缺陷。本次研究正是利用這一原理，對缺陷處信號進行處理。對于本系統缺陷判斷是通過掃查的信號線有沒有超過上下標準線來判斷，每次采集完數據信號后系統后臺都會分析出每次不同的標準線從而來進一步準確判斷缺陷出現標準線是每次初始數據不同而計算出來的所以每次的標準線都夠非常清晰看到3條焊縫的出現，出現的問題就是為什么3條焊縫缺陷在儀器上掃查時出現位置這么相近而在我們實驗工件上標記的位置（圖1右）相差又比較遠。原因是因為掃查的速度不同，手動掃查由于不能很好地均勻控制掃查速度會發生這種現象。而用常規超聲檢測也驗證了這些缺陷的參數信息。為了驗證微磁檢測技術的可靠性，我們在一塊焊縫中認為的設置了三個缺陷，分別在距離工件的頂端5cm處、10cm處、15cm處。運用該技術進行掃查發在工件的頂端往下分別在4.9cm處、10.1cm處和14.8cm處出現異常信號。整個時間過程方便快捷，在2分鐘內對整條焊縫進行了初掃和精掃，其結果可以看出，位置的最大誤差為0.2mm，這在檢測系統中是完全可以接受的。為了形成對比，我們采用超聲波檢測對此工件進行了檢測，結果是用時10min檢測出兩個缺陷，分別在從上而下）4.3cm、9.2cm，其準確性和效率性都不如微磁方法。但試驗也突出了這套檢測系統的缺點，這套檢測系統不能很好地對于缺陷的大小和深度做出一個估算，僅僅只能判斷缺陷存在位置，這也是要改進的地方。并且缺陷深度對于裝置掃查有非常大的影響，特別是在近表面和表面之間差別很大。

5結語

綜合上述理論和試驗結果，我們可以得出以下結論：（1）微磁檢測技術能夠檢測出承壓設備焊接接頭中的缺陷。（2）對于近表面未開口缺陷具有較強的檢出率。（3）缺陷深度對于檢測結果具有較大的影響，深度越深，檢出率越低，深度越淺，檢測率越高。

參考文獻：

[1]黃長輝,屈念文,竇銘瑞,李平,程強強.一種基于弱磁的單車車架焊縫缺陷快速檢測方法[J]失效于分析,2018,13(60):355-365.

[2]王海登.基于弱磁檢測的小徑管焊縫檢測技術研究[D].南昌航空大學.2016.

[3]楊志軍.鐵磁性平板腐蝕缺陷多通道漏磁信號的反演與重構[D].東北石油大學博士,2011.

[4]李浩楠,汪洋,韓峰等.焊接質量的超聲波探傷無損檢測研究[J].工業,2016,19(5):306–315.

[5]朱建美.基于安卓系統的液壓液壓轉轍機油量監測系統設計[D].石家莊鐵道大學,2016.

作者:喻德耀 單位:江西省檢驗檢測認證總院特種設備檢驗檢測研究院南昌檢測分院