压力管道焊缝的磁记忆检测

大庆石油学院学报

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收稿日期：#$$=$!$>；审稿人：李?伟；编辑：任志平

??基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（3$"@AA ）

??作者简介：毕凤琴（"BC%@），女，博士生，副教授，主要从事金属腐蚀与防护方面的研究:

压力管道焊缝的磁记忆检测

毕凤琴"，王文江#，戴?光"，王?今!

（":大庆石油学院机械科学与工程学院，黑龙江大庆?"C!!">；?#:大庆油田技术培训中心，黑龙江大庆?"C!#==；?

!:大庆油田建设集团焊培中心，黑龙江大庆?"C!%"#）

??摘?要：压力管道焊缝的传统监测方法只能检测出已经存在的缺陷，无法发现和预测将要发生缺陷的部位:将磁记

忆检测技术应用于压力管道的焊缝检测，分析磁记忆检测技术信号处理方法，并利用D 射线法对检测结果进行验证:结

果表明：磁记忆法利用漏磁场参数可对焊缝质量进行定性和综合评估，用漏磁场梯度（应力集中强度系数）可找出焊缝缺

陷:通过查找焊缝的异常应力、

应变区，可对管件焊缝进行事先预报；与其他检测方法相比，磁记忆检测法更快速、更准确:

关?键?词：磁记忆；焊缝；漏磁场；应力集中；压力管道

中图分类号：41""=:#>???文献标识码：+???文章编号："$$$">B"（#$$%）$"$$=>$!

$?引言

压力管道焊缝内部缺陷主要有气孔、夹杂、未焊透、未熔合、裂纹等，以气孔为多［"］:目前，主要采用射

线检测法、超声波检测法、激光全息检测法和涡流检测法检测焊缝，对焊缝中的缺陷做出定性或定量的诊断，只针对已经存在的缺陷，不能发现和预测将要发生缺陷的部位，即无法发现应力集中部位，无法解决设备突发性破坏问题:在应力集中区域，疲劳、腐蚀和蠕变过程的发展尤为剧烈:压力管道在应力和变形集中区域内会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，且这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后不仅会保留，还与最大作用应力有关:磁记忆检测技术具有的优点：（"）可检测宏观缺陷和微观缺陷，并能进行未来危险的预报；（#）无需专门的磁化装置，即可对铁磁性构件进行可靠检测；（!）无需对被检测工件表面进行清理、打磨或其它预处理；（A ）设备轻便、操作简单、灵敏度高、重复性与可靠性好:拟将磁记忆检测应用于压力管道焊缝的检测，并用D 射线法验证磁记忆检测结果:

"?磁记忆检测原理

根据接头应力和淬硬组织对周围磁场的影响，通过检测钢管焊缝附近的磁场变化，分析焊缝中的应力和淬硬组织!磁材料的表面应力集中将使材料在该区域的磁畴取向发生改变，在地磁环境中表现为局部的磁场异常，形成所谓的“漏磁场”!只要构件中开始出现应力集中或缺陷，就会产生磁状态的不可逆变化，并在该区域内发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的重新取向，因而可通过磁场测量检测出来!在应变集中区，工件具有很高的应力能!在应力能作用下，引起工件内部的磁畴在地磁场中发生位移，甚至不可逆的重新取向排列，产生磁弹性抵消应力能的增加，从而在应力集中区形成微弱的磁场，其分布形式类似存在缺陷的漏磁场，表现为金属的磁记忆特性!漏磁场场强的切向分量"E （#）

具有最大值，而法向分量"E （$）改变符号且具有零点!通过对漏磁场场强法向分量"E （$）

的测定，可以准确推断工件的应力集中区，有利于实时检测与预防构件缺陷!

工件焊接后的磁畴结构是金属冷却时通过居里点（%C>F ）在地球磁场中形成的，且伴随焊接后的冷?>=?万方数据