基于有限元分析的管材渦流檢測參數(shù)優(yōu)化方法.pdf

1、渦流檢測是五大常規(guī)無損檢測技術(shù)之一，具有易耦合、速度快、成本低、易于實現(xiàn)自動化檢測等優(yōu)點，在核電、航空、石化、電力、冶金等各個工業(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，管材的無損檢測直接影響到經(jīng)濟效益和人員的生命安全，世界各國都對金屬管材的質(zhì)量檢測給以極大的重視。然而渦流檢測的局限性如易受多種因素影響而產(chǎn)生偽缺陷信號，引起判定困難，容易發(fā)生誤檢，這使得渦流檢測的應(yīng)用受到一定程度的限制。在渦流檢測中，對于一

2、定結(jié)構(gòu)的探頭，檢測設(shè)備的檢測參數(shù)特別是檢測頻率是決定檢測靈敏度和可靠性的主要因素。為了全面可靠地對管材進行檢測和質(zhì)量控制，就必須選擇最優(yōu)的檢測參數(shù)，以促進現(xiàn)有渦流檢測技術(shù)向更高可靠性進步和促進渦流檢測技術(shù)的進一步應(yīng)用。本文在詳細闡述現(xiàn)存金屬管材渦流檢測參數(shù)如激勵頻率選擇方法的基礎(chǔ)上，指出了現(xiàn)有渦流檢測激勵頻率選擇方法的根本問題在于，只能得到比較好的激勵頻率，而不是最好，因此得不到最好的檢測效果。為此本文在現(xiàn)代渦流檢測理論和技術(shù)的基礎(chǔ)上，

3、提出了用電磁場有限元法選擇金屬管材渦流檢測的激勵頻率，用這種新方法克服現(xiàn)有管材渦流檢測參數(shù)選擇方法的缺點。 本文以不銹鋼管為例，探討用穿過式和內(nèi)插式探頭檢測金屬管材的最佳檢測參數(shù)。首先對內(nèi)插式和穿過式探頭檢測管材時的電磁場進行有限元分析，接著利用ANSYS軟件實現(xiàn)了缺陷信號的仿真，得出了不同條件下缺陷信號的幅度和相位，從而找出最佳激勵頻率。最后按照仿真中所設(shè)定的檢測條件進行渦流檢測實驗，驗證有限元法選擇檢測頻率的可靠性和準確性。

4、實驗得到的不同條件下缺陷信號的幅度和相位與仿真得到的完全符合。這表明用缺陷信號的仿真找出最佳檢測參數(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信號，比較不同頻率下的缺陷信號，選擇對于內(nèi)外壁缺陷靈敏度都高的檢測頻率，并且使內(nèi)外壁缺陷信號的相位差接近最大。它的優(yōu)點在于，用選出的最佳頻率進行檢測，可得到最好的檢測效果，既能兼顧內(nèi)外壁缺陷的檢測靈敏度，