金属磁记忆

摘要： 桥梁钢结构在近海大气环境下的应力腐蚀问题已引起众多关注,而金属磁记忆检测技术对钢构件缺陷检测的高效便捷性使其在腐蚀检测领域的应用成为可能。本文分析了应力对腐蚀及磁记忆信号的影响机理,建立了腐蚀和金属磁记忆检测之间的关系,揭示了运用金属磁记忆检测技术进行腐蚀区域定位的机理,为腐蚀定量检测和腐蚀区域反演提供了理论基础。

摘要： 为检测斜拉桥重要承载构件——钢绞线拉索锈蚀状况,引入金属磁记忆技术,结合缺陷漏磁信号检测磁偶极子模型,建立了钢绞线锈蚀缺陷漏磁模型,并开展钢绞线试件锈蚀缺陷漏磁信号有限元数值仿真模拟和试验验证.通过理论研究、仿真分析和试验验证,剖析了钢绞线锈蚀缺陷漏磁信号分布变化特征,构建了漏磁信号检测钢绞线锈蚀的判别准则.研究结果表明:钢绞线锈蚀程度和漏磁信号存在唯一对应关系,可通过检测钢绞线周围漏磁信号及其变化来判定钢绞线锈蚀程度.漏磁信号量纲一磁感应强度峰值与钢绞线锈蚀程度呈Boltzmann函数分布,可以将其作为判断试件锈蚀程度的特征量.

摘要： 针对海底管道缺陷磁记忆定量反演的难题,提出一种基于改进粒子群优化的门控循环神经网络模型,即IPSO-GRU模型.以两端焊有盲板的X52管道作为实验材料,其上预制有不同直径、深度的缺陷,采用TSC-5M-32磁记忆检测仪,外接11-6W非接触探头,进行水下磁记忆检测试验,提取不同缺陷尺寸的磁记忆信号特征值.考虑到磁记忆信号特征值随缺陷尺寸呈复杂的非线性变化,引入门控循环神经网络,利用其双门结构能够记忆缺陷处的信号特征,非线性回归拟合能力强的特点,构建海底管道缺陷定量反演模型,进一步考虑到模型超参数选择的随机性,采用改进粒子群算法进行超参数寻优.验证结果表明:该模型对缺陷深度反演平均精度达96%;对缺陷直径反演平均精度达93%,为海底管道缺陷的磁记忆定量化识别与反演提供了新的思路和方法.

摘要： 金属磁记忆检测技术由于其能够快速便捷的对铁磁性构件的损伤进行识别,且被认为具有识别隐性损伤的能力,而被广泛研究.为推进金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤检测方面的应用,对桥钢箱梁进行了静力受弯试验,提取其变形最严重的上翼缘磁信号分布,建立了损伤区域力与磁信号和磁信号梯度的关系曲线,并提出用磁场梯度指数来表征钢梁的受力和损伤状态.结果表明:上翼缘磁信号曲线与应力变化形态正好相反,磁信号曲线在进入塑性后发生反转变为负值,且随应力变化的速度增快,可以判断构件进入塑性状态,即将发生损伤;磁场梯度曲线在损伤最严重的区域出现最大值,且随着荷载的增大,磁梯度最大值点不断向钢梁中间移动,由此可以进行破坏状态的预警;磁场梯度与应力关系曲线可将构件整个受力过程明显的区分为初始、屈服、塑性、损伤4个状态;可以用磁场梯度指数来进行构件受力状态与损伤状态的表征.该研究可为金属磁记忆检测技术在桥钢箱梁损伤状态的定量评估和预警方面的应用提供依据和参考.

摘要： 目前,基于金属磁记忆自漏磁效应的微观损伤检测方法应用广泛,但在钢绞线腐蚀损伤的检测试验中,荷载对试验结果的影响尚不明晰,而由于力-磁效应使得荷载的影响不容忽略。针对该问题,对电化学腐蚀后的钢绞线进行了张拉,考虑荷载效应影响,开展了持荷钢绞线的磁记忆检测试验。结果表明:腐蚀钢绞线在承受轴向荷载作用后,其漏磁曲线切向分量B_(x)在腐蚀区域中心处出现极大值,两侧呈不对称分布;漏磁曲线法向分量B_(z)在腐蚀区域中部“过零点”,两侧出现两个极值点;随着腐蚀程度的增加,漏磁信号特征值ΔB_(x max)及|ΔB_(x min)|呈现非线性增长趋势;随着荷载的增加,ΔB_(x max)及|ΔB_(x min)|呈先增大后减小的趋势。归一化后的“峰谷值”M_(B)随着腐蚀率C的增加而增大,三阶多项式曲线较好地拟合了M_(B)与C之间的强相关性,同时也说明了应力对该特征值的影响较小,该特征值的提出提高了检测的精度。

摘要： 磁偶极子理论在金属磁记忆检测正演分析中得到了广泛应用,但是现有模型中的磁荷密度多为假设值,且假设磁荷在缺陷断面或应力集中区域呈均匀分布或线性分布,无法实现磁记忆信号的准确定量分析.针对上述问题,本文在结合力磁耦合理论、磁荷理论和有限元方法基础上,将试件离散为有限多个微小单元,假设单元内部磁特征参数分布均匀,建立了单元应力、磁化强度与磁荷密度之间的关系,构建了能够考虑应力不均匀分布对磁荷密度分布影响的金属磁记忆检测正演模型.与实验结果对比发现,本文建立模型无论是定性还是定量上都能很好预测磁记忆信号变化规律;在此基础上,对比了应力集中和宏观裂纹表面磁场分布的差异,并以裂纹缺陷为例,详细讨论了裂纹缺陷尺寸参数对磁记忆信号及其特征参量的影响规律.理论分析表明,本文模型可为定量分析磁记忆检测过程中缺陷附近磁场变化规律提供新的理论模型.

摘要： 为了探究金属磁记忆检测技术对桥梁钢构件屈曲部位的损伤预测,采用金属磁记忆技术检测了Q345qC四点受弯波纹腹板钢箱梁表面的磁场强度法向分量H_(p)(y),提取磁表征量并对其与荷载之间的关系进行了分析。研究结果表明:金属磁记忆检测技术可用于对施工阶段桥梁钢构件表面的失稳监测,易屈曲位置可以通过磁表征量H_(con)的变化规律反映。研究分析认为,易屈曲位置的磁表征量H_(con)随荷载的变化呈现先上升,临近构件屈服时下降的规律。通过H_(con)变化的规律性可以判别易屈曲位置,通过H_(con)开始下降的时间可以对屈曲进行预警,防范灾害的发生。该研究为施工阶段钢结构的失稳监测提供了一种有效方法。

摘要： 基于力磁耦合效应的磁记忆检测技术,被广泛应用于铁磁性结构件的应力和缺陷检测.已有研究采用第一性原理针对α-Fe体系开展了轴向拉压作用下磁矩变化计算,初步讨论了原子层面的磁检测技术力磁耦合机理.本文以Fe-C和Fe-Mn掺杂体系为例,在更为复杂的拉伸、压缩和剪切加载情形下,深入讨论了α-Fe材料不同类型原子掺杂体系中磁矩变化等力磁耦合规律机理.结果表明,α-Fe和掺杂体系在不同类型应变作用下磁矩和能量的变化规律存在不同.结合态密度、能带结构和原子磁矩的详细分析,发现掺杂元素通过影响Fe原子的磁矩,使掺杂体系能带结构的形貌和态密度的峰值发生改变,进而导致掺杂体系的磁矩和能量变化规律存在差异.本研究从原子层面考虑了铁磁材料在不同荷载类型、不同掺杂元素和含量下的力磁耦合效应,是磁记忆检测中多场耦合物理机理的重要补充.

摘要： 为能够实现埋地管道的非开挖状态的检测,给弱磁检测提供理论依据,利用ANSYS有限元软件研究了腐蚀管道在内压及地磁场作用下空间磁信号的分布规律,分析了不同提离高度对于管道缺陷磁信号的影响,以及不同缺陷深度下的磁信号分布。同时,利用自制的管道弱磁检测仪器对管道进行现场检测,将检测到的磁信号与模拟结果进行对比分析,验证了两者的一致性。利用仿真分析得到的关于腐蚀位置判断的磁信号特征对检测到的磁信号数据进行分析,并对缺陷位置进行开挖验证,结果表明:利用这一波形特征可以实现对腐蚀缺陷的识别,能够实现对埋地铁磁管道的非接触式检测。

摘要： 针对目前国内管道机器人在行进过程中极易卡堵、变径范围小且检测效率低下的问题,提出一种用于埋地管道的分体式可变径磁记忆检测机器人。设计了管道机器人的机械结构,通过SolidWorks建立三维模型,利用ADAMS对机器人在弯管与变径管道内的通过性进行了仿真分析。在此基础上,制造物理实体模型,进行管道内通过情况与磁记忆检测试验。试验结果表明,机器人结构设计合理,可以顺利通过曲率半径不小于1.5倍管径的弯管以及280~340 mm的变径管道,且磁记忆检测结果与X射线复验结果一致,为可变径、自适应、全寿命埋地管道检测机器人的设计提供了新的思路。

摘要： 金属磁记忆技术能够精确的检测出结构损伤的部位,并能对损伤做出预测.本文对金属磁记忆检测技术在国内外的发展现状做出了阐述,概述了金属磁记忆检测技术的原理和与传统无损伤检测相比的优势和它不完善之处,并介绍了其未来的研究趋势.

摘要： 在埋地金属管道检测中,非开挖状态下如何检测管道应力集中区部位的泄漏点是一个亟需解决的问题.磁记忆技术可以检测地磁场作用下的埋地金属管道应力集中区,通过分析检测到的管道表面磁场法向分量及其梯度值即可给出应力集中区位置.通过对管道应力集中区部位的金属磁记忆检测数据进行经验模态分解,可提取泄漏点特征信号,进行埋地金属管道应力集中区部位泄漏点的识别.

摘要： 对于埋地钢质管道管体缺陷检测领域中,金属磁记忆检测作为一项全新的技术方法,至今已有20年.它可以在不接触管体的情况下检测到管体磁力异常位置、异常严重等级、安全运行压力和安全运行期限.再经过开挖校正,即可得出更加准确的管道安全信息.本文结合这项技术的原理和检测流程,介绍了在不接触管道情况下,金属磁记忆检测获得管体缺陷定量结果的技术方法.非接触式金属磁记忆检测技术可以检测出管体缺陷的位置和危险等级，并以此按照标准公式计算得出管道缺陷处的可操作运行压力和安全运行期限。这些结果则是在校验点确定和获取开挖结果校正后，将检测出的缺陷结果复合到SY-T 6151、SY-T 6477和ASME B31G这些标准中，使得这种检测技术能够在不接触管体的情况下获取缺陷的定量结果。

摘要： 采用非线性超声和金属磁记忆两种无损检测手段,以LZ50车轴钢为实验材料,在离线条件下采用单向拉伸加载,研究了材料早期性能退化和非线性系数/漏磁场强度变化之间的关系.结果表明:拉伸试件进入屈服状态后,非线性系数随着加载应力的增加而增加,在进入颈缩之前快速增大;弹性变形阶段试件的法向漏磁场强度沿加载线呈线性变化,其斜率随着应力幅值的增加呈线性增加.

摘要： 为保证自升式平台服役期间安全运行,本文介绍了磁记忆检测的优势和原理,开展有关金属磁记忆检测技术在自升式平台进行现场检测的检测方法和数据分析处理的研究.通过对平台桩腿、吊钩等结构的检测、分析得到了检测部位的应力集中状态,验证了金属磁记忆检测方法应用于自升式平台现场检测的可行性,也为设备的保养和维护提供参考和依据.

摘要： 随着油气管道在役时间的延长,管道老化程度加重,穿孔、断裂情况时有发生.鉴于超声检测、涡流检测、漏磁检测等方法对于管道损伤评价存在的局限性,提出采用金属磁记忆方法进行检测.依据金属磁记忆探测机理,设计了基于磁阻传感器的三维管道损伤检测系统.通过对检测电路、置位/复位脉冲电路、信号处理及转换电路的设计完成系统硬件搭建;根据模块化思想编写检测流程,完成系统软件设计.通过与Bartington-Mag03探头进行对比实验,证明三维管道损伤检测系统能够识别管道缺陷,具有良好的开发应用前景.

摘要： 当今世界,无损检测技术在现代工业生产中发挥着重要的作用,然而传统的无损检测技术并不能满足高精尖技术设备对材料可靠性检测的特殊要求,新型无损检测技术应运而生.文章对相控阵超声、金属磁记忆和微波三种新型无损检测技术的发展、工作原理以及应用进行了研究,并对三种NDT技术的发展前景进行了展望.这些新型无损检测技术将在国防、航空航天、核电等重要领域发挥巨大的作用.

摘要： 本文采用Φ457管道金属磁记忆内检测器和俄罗斯动力诊断公司TSC-1M-4型应力集中磁指示仪对西部管道公司克乌复线进行了残余应力内检测和开挖验证检测。测试结果表明,金属磁记忆能够有效测试出管道残余应力,内检测器检测结果与TSC-1M-4型应力集中磁指示仪检测结果符合性良好。本文为今后长输管道进行残余应力检测提供了一种可参考的方法。

摘要： 相比传统的无损检测方法，金属磁记忆方法能够有效地评估设备材料的早期损伤。虽然这项技术已在工程中得到广泛应用，但由于该方法发展历史较短、理论模型缺乏、实验干扰因素多等原因，目前还限于机理性探讨，仅能提供定性化测试结果。本文通过实验研究和数值模拟的方法，从损伤判据及参数识别两个方面对金属磁记忆法进行研究，给出了材料在不同变形阶段的损伤判据，并得到了材料发生塑性变形和宏观裂纹的定量化表征参数。

摘要： 本文介绍了漏磁内捡测技术在管道在线检测领域的应用;从量子力学微观理论出发对磁记忆管道应力在线检测技术展开研究,采用基于密度泛函理论的第一性原理研究方法,研究了力对铁磁材料磁性能的影响;采用惯性导航技术研究管道弯曲、变形、振动区域的在线检测.研究结果表明:漏磁管道内检测技术可以很好地检测出管道的宏观体积缺陷;磁记忆管道应力检测技术可以检测出管道上具有应力伤的部位;基于惯性导航的管道在线检测技术可以检测出管道位移变形和振动的区域.

摘要： 本发明公开了一种磁记忆检测异质金属涂层结合面损伤程度的方法，包括：1、通过有限元仿真得到异质金属涂层结合面的疲劳寿命云图；2、根据沿径向方向的疲劳寿命曲线将异质金属涂层结合面划分为三个区域，包括安全区域、敏感区域以及危险区域；3、利用磁性探头采集各区域涂层沟槽顶部与底部磁信号切向分量和法向分量；4、对不同区域的两条检测线上的各分量幅值作差，提取差值的最大值为磁信号特征量；5、基于t‑分布概率统计方法来确定异质金属涂层结合面不同区域损伤程度阈值，将检测的磁信号特征量与阈值进行比较实现损伤程度的检测。本发明能实现更加精准的磁记忆无损检测异质金属涂层结合面损伤程度，从而提升检测辨识度和准确性。

摘要： 一种基于金属原位晶体学及磁畴表征金属磁记忆检测的方法，属于金属磁记忆无损检测研究领域。将金属材料本身作为研究对象，在不同应力状态下(拉伸不同阶段或者疲劳不同次数)，利用bitter粉纹法测得对应的磁畴图，利用SEM-EBSD系统测得SEM形貌和取向等晶体学信息。从而得到金属材料的晶体学信息、磁畴与应力的关系。本发明结合金属材料本身得到材料微观尺度磁信号大小和磁矩的方向以及晶体学信息，去除了材料本身以外其他因素的干扰，具有良好的可靠性，克服了上述实际应用中的误差。

摘要： 本发明是涉及测量磁变量和借助于测定材料的物理性质分析材料技术领域的对铁磁材料裂纹进行无损检测的铁磁材料裂纹的金属磁记忆检测方法。它是用应力集中磁指示仪对被测件进行检测并将所测到的三通道金属磁记忆检测信号先进行消噪处理和傅立叶变换，得到金属磁记忆检测信号的幅值和相位，由相位的突变确定裂纹的位置；从检测到的金属磁记忆检测信号的幅值中取出最大值与最小值之间的差值Deta，取出三个通道在同一采样点上的金属磁记忆检测信号幅值之间的三个差值中最大的一个差值ΔHp，再取出两个相邻采样点之间Hp差值的绝对值与采样点之间的距离之比ΔHp/ΔLx，由该三个值计算出被测铁磁材料裂纹的定量化数据。

摘要： 一种基于金属原位晶体学及磁畴表征金属磁记忆检测的方法，属于金属磁记忆无损检测研究领域。将金属材料本身作为研究对象，在不同应力状态下(拉伸不同阶段或者疲劳不同次数)，利用bitter粉纹法测得对应的磁畴图，利用SEM-EBSD系统测得SEM形貌和取向等晶体学信息。从而得到金属材料的晶体学信息、磁畴与应力的关系。本发明结合金属材料本身得到材料微观尺度磁信号大小和磁矩的方向以及晶体学信息，去除了材料本身以外其他因素的干扰，具有良好的可靠性，克服了上述实际应用中的误差。

摘要： 本发明公开了一种利用金属磁记忆检测技术判别铁磁材料裂纹萌生的方法，将试样在疲劳载荷作用下进行试验，检测不同疲劳循环次数下试件表面的金属磁记忆信号；利用磁记忆信号曲线波形的波峰值与波谷值之差，得到其与循环周次的变化规律；将疲劳循环过程中试件表面的磁记忆信号减去初始时各点的磁记忆信号，并提取磁记忆信号梯度最大值与循环周次的变化规律，上述两个变化曲线出现近似线性减小，则二者减小时的拐点表征铁磁材料裂纹萌生。本发明技术方案将金属磁记忆检测技术与疲劳载荷的动态应力集中系数以及断裂损伤力学相结合，克服现有无损检测技术无法对裂纹萌生预测的缺点，对磁记忆信号进行处理，有效排除各种干扰，判别准确率高。

摘要： 一种利用金属磁记忆检测判别铁磁材料应力集中的方法，属于金属无损检测领域。该方法采用至少包括两个扫描通道的应力集中磁检测仪，具体包括以下步骤：步骤一，预检准备；步骤二，应用应力集中磁检测仪在被检铁磁材料表面沿着一长度方向测量其法向磁场强度Hy(x)和切向磁场磁场强度Hx(x)；步骤三，将采集到得两通道或两通道以上的法向磁场磁场强度Hy(x)和切向磁场磁场强度Hx(x)分别进行算术平均；步骤四，将算术平均后的数据进行平滑数据滤波；步骤五，将平滑数据滤波后的数据进行小波滤波；步骤六，根据小波滤波计算法后的数据计算法向磁场梯度、切向磁场梯度和峰峰值。步骤七，进行应力集中的判别。

摘要： 一种基于巴克豪森噪声及金属磁记忆的复合磁测系统，属于无损检测领域。该磁测系统包括信号发生器、功率放大电路、激励线圈、巨磁阻传感器、信号放大电路、数据采集卡、PC机。该磁测系统通过巨磁阻传感器提取工件表面的巴克豪森信号及金属磁记忆信号进行数据处理，从而获得工件的微观结构及疲劳应力信息，在PC机上以图形曲线的方式显示出来。本发明主要应用于检测铁磁性材料的残余应力，显微组织变化及应力和显微组织变化向联系的综合效应，并能够判别宏观缺陷及微观缺陷。该检测系统具有检测灵敏度较高，测试结果重复性和可靠性好，检测设备体积小，重量轻，检测速度快，适合现场作业。

摘要： 本发明是涉及测量磁变量和借助于测定材料的物理性质分析材料技术领域的对铁磁材料裂纹进行无损检测的铁磁材料裂纹的金属磁记忆检测方法。它是用应力集中磁指示仪对被测件进行检测并将所测到的三通道金属磁记忆检测信号先进行消噪处理和傅立叶变换，得到金属磁记忆检测信号的幅值和相位，由相位的突变确定裂纹的位置；从检测到的金属磁记忆检测信号的幅值中取出最大值与最小值之间的差值Deta，取出三个通道在同一采样点上的金属磁记忆检测信号幅值之间的三个差值中最大的一个差值ΔHp，再取出两个相邻采样点之间Hp差值的绝对值与采样点之间的距离之比ΔHp/ΔLx，由该三个值计算出被测铁磁材料裂纹的定量化数据。

摘要： 本发明公开一种适用于多截面金属梁的金属磁记忆检测设备及检测方法，轨道行进装置安装于环状轨道上，可伸缩装置安装于轨道行进装置上，包括杆件和用于驱动杆件沿杆件轴线移动的推动装置，杆件和推动装置连接，杆件的轴线与环状轨道的中心轴垂直，杆件指向环状轨道中心轴的一端设有旋转器；第一～第三可伸缩支架沿环状轨道周向均匀分布；第一可伸缩支架一端通过用于调整角度的可旋转的转轴与环状轨道连接，另一端通过可旋转的转轴连接有行进装置；第二可伸缩支架与第一可伸缩支架安装方式相同；第三可伸缩支架的一端与环状轨道固定连接，另一端连接有行进装置。本发明能够实现对不同截面金属梁进行检测，且检测过程稳定，结果会更加准确。

摘要： 本发明涉及金属磁记忆检测技术领域，提供小型金属磁记忆裂纹检测方法，包括如下的步骤：S1：归零处理：消除地球磁场或环境磁场的影响；S2：利用传感器头扫描被测工件，传感器的信号经放大电路放大后被单片机实时采集；S3：利用传感器头扫描被测工件，传感器的信号经放大电路放大、微分后被单片机实时采集；S4：对放大滤波后采集的信号进行处理计算；S5：对放大微分后采集的信号进行处理计算。本发明能实时测量轴系或铁制工件表面漏磁场的强度，能测量微弱磁场的强度；对磁场和梯度实行动态检测，测量磁场强度变化曲线和广义梯度曲线，准确查找轴系的断裂和应力集中位置，配置蜂鸣器可进行声音报警。