机械工程学报

作者：伍剑波, 许钊源, 吉方, 张目超, 夏慧, 陈彦廷, 康宜华

单位：1. 四川大学机械工程学院 成都 610065;2. 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 绵阳 621900;3. 华中科技大学机械科学与工程学院 武汉 430074

关键词：管道,涡流热成像,磁导率,内表面缺陷,偏置磁化；

基金：国家自然科学基金（92060114）和四川省重大科技专项课题（2020YFG0090，2021YFG0039和2020ZDZX0024）资助项目。

因高频热激励磁场趋肤效应的限制，涡流热成像无法实现生产过程中管道内表面裂纹的在线检测。为突破上述问题，提出了基于偏置磁化的管道涡流热成像检测方法：在偏置磁化场作用下，铁磁性管道内表面裂纹会引起外表面趋肤深度层内磁导率分布发生畸变，进一步形成表面非均匀温度场分布，从而可建立内表面裂纹与外表面温度场的关联关系。以电磁感应加热原理与铁磁性材料非线性磁特性为基础，对新方法检测原理进行了阐述；建立有限元仿真模型，利用数值有限元仿真方法分析并获得不同埋藏深度裂纹缺陷引起的磁力线挤压现象以及磁导率变化规律；建立管道偏置磁化涡流热成像检测系统，对不同埋藏深度内表面裂纹进行自动化检测试验，试验结果证明，在移动速度为150 mm/s条件下新方法能够有效检测埋藏深度为5.0 mm的内表面裂纹。新方法不仅可以用于管道涡流热成像自动化检测，对其他铁磁构件的热成像无损检测同样具有重要的理论意义与实用价值。

来源：2021年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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