專利名稱：一種漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法
技術領域：
本發明涉及一種腐蝕缺陷漏磁檢測數據分析處理方法，尤其涉及漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，屬于無損檢測技術領域。
背景技術：
漏磁檢測是較常用的無損檢測手段，在壓力容器、壓力管道和其它安全領域有重要應用，但是，長期以來，如何利用漏磁檢測數據判斷被檢測部件的缺陷尺寸，一直是一個難題。通常采用人工分析漏磁檢測數據判斷缺陷的方法，往往借助于經驗，效率較低，而且難于量化。
中國專利文獻公開了一種“管道缺陷漏磁檢測數據的分析方法”(公開號1458442，
公開日2003.11.26)，該技術涉及一種能夠提高各種鋼制管道缺陷檢測信號分析效率和定量分析精度的管道缺陷漏磁檢測數據分析處理方法，通過顯示數據云圖，判斷管道是否有缺陷，但該技術存在量化困難的缺點，特別是很難量化腐蝕缺陷的深度。
發明內容
本發明的目的是提供一種漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，該方法利用檢測到的漏磁場分布特征，根據簡單的算法實現對腐蝕缺陷三個方向尺寸的量化，為評價設備使用狀態和設備維護提供依據。
一種漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，其特征在于該方法包括如下步驟一種漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)取與待檢測部件相同材質、相同厚度的試樣，試樣厚度用符號t表示；在其上加工長度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t，寬度為3t，深度為20％t；長度為3t，寬度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t、深度為20％t；長度和寬度均為3t，深度分別為10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的三個系列人工腐蝕標準缺陷，缺陷邊界圓弧過渡，缺陷之問間隔至少為20t；2)將試樣水平放置，用直流磁化場飽和磁化，然后在提離值為0.5～5mm的檢測平面內等間距采樣，得到檢測平面內標準缺陷水平方向的離散二維漏磁場分布，所述的提離值是指檢測探頭距被檢測試樣表面的距離；3)將步驟2)得到的離散二維漏磁場數據取平均值，再用該平均值的1.2倍作為閾值過濾步驟2)得到的離散二維漏磁場數據，得到各標準缺陷的離散二維漏磁場數據范圍；4)分別計算步驟3)得到的標準缺陷離散二維漏磁場的長度、寬度和峰值；標準缺陷離散漏磁場長度Lm等于標準缺陷離散二維漏磁場長度方向的采樣點數乘以采樣間距d；缺陷漏磁場寬度Wm等于缺陷離散二維漏磁場寬度方向的采樣點數乘以采樣間距d；缺陷漏磁場峰值Mx為缺陷離散二維漏磁場最大值；5)將步驟4)得到的缺陷寬度為3t、深度為20％t、長度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t的標準缺陷漏磁場長度Lm與其相應的缺陷長度L按線性公式擬合，確定缺陷長度計算公式L＝a×Lm+b中的系數a和b，得到缺陷長度量化公式；將步驟4)得到的缺陷長度為3t、深度為20％t、寬度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t的標準缺陷漏磁場寬度Wm與其相應的缺陷寬度W按線性公式擬合，確定缺陷寬度量化公式W＝e×Wm+f中的系數e和f，得到缺陷寬度量化公式；將步驟4)得到的缺陷長度和寬度都為3t、深度分別為10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的標準缺陷漏磁場峰值Mx與其相應的缺陷深度D按二次公式擬合，確定缺陷深度量化公式Mx＝g×D2+h×D+j中的系數g、h和j，得到缺陷深度量化公式；6)將被檢測部件用直流磁化場飽和磁化，以步驟2)中的提離值和采樣間距獲得被測部件的離散漏磁場數據，按步驟3)得到被測件各缺陷的離散二維漏磁場數據，按步驟4)得到被測件各缺陷漏磁場的長度、寬度和峰值，按步驟5)的缺陷長度量化公式、缺陷寬度量化公式和缺陷深度量化公式，即計算得到被檢測部件未知腐蝕缺陷的尺寸。
在本發明的上述方法中，所述步驟2)中等間距采樣的間距為0.1～10mm。
本發明利用檢測到的漏磁場分布特征，根據簡單的算法可準確地實現對待測部件腐蝕缺陷的三個方向尺寸的量化，有效克服了現有技術中對腐蝕缺陷，特別是對缺陷深度難于量化的缺點；方法簡單易行，手工和計算機均可實現，效率高，具有較廣闊的應用前景。
圖1是檢測實驗得到的數據點及缺陷長度L與缺陷漏磁場長度Lm的擬合直線。
圖2是檢測實驗得到的數據點及缺陷寬度W與缺陷漏磁場寬度Wm的擬合直線。
圖3是檢測實驗得到的數據點及缺陷深度D與缺陷漏磁場峰值Mx的擬合曲線。
具體實施例方式
下面通過具體的實施例可進一步理解本發明的內容。
使用一種沿周向均勻分布300個檢測探頭的管道漏磁檢測器MT1對口徑273mm、壁厚10mm的待測管道進行檢測，檢測器各探頭在管道軸向采樣間距是2.86mm，沿管道周向各探頭的采樣間距為2.86mm，檢測探頭距被檢測試樣表面的距離為3mm。
在對管道腐蝕缺陷檢測前，先進行標準缺陷檢測實驗。即取一根口徑為273mm、壁厚為10mm且與待檢測的管子同材質的標準管，在其上加工長度分別為10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm，寬度為30mm，深度為2mm；長度為30mm，寬度分別為10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm，深度為2mm；長度和寬度都為30mm，深度分別為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm的3個系列人工腐蝕缺陷，缺陷邊界圓弧過渡，缺陷之間間隔等于200mm。然后用管道漏磁檢測器MT1按軸向、周向采樣，間距都為2.86mm進行缺陷檢測，提離值為3mm，得到檢測平面內標準缺陷水平方向的離散二維漏磁場數據，該檢測數據平均值為125高斯(Gauss)，取1.2×125＝150作為閾值過濾檢測數據，得到各標準缺陷的漏磁場分布離散數據。
計算各標準缺陷的漏磁場長度標準缺陷的漏磁場長度Lm等于標準缺陷離散二維漏磁場長度方向的采樣點數乘以采樣間距2.86mm。將長度分別為10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm、寬度為30mm、深度為2mm的標準缺陷的漏磁場長度Lm與其相應的標準缺陷的長度L按線性公式擬合，得到缺陷長度計算公式(公式一)L＝1.01Lm+1.84，圖1是標準缺陷檢測實驗得到的數據點及缺陷長度L與缺陷漏磁場長度Lm的擬和直線。
計算各標準缺陷的漏磁場寬度標準缺陷的漏磁場寬度Wm等于標準缺陷離散二維漏磁場寬度方向的采樣點數乘以采樣間距2.86mm。將深度為2mm，長度為30mm、寬度分別為10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm和100mm的標準缺陷的漏磁場寬度Wm與其相應的標準缺陷寬度W按線性公式擬合，得到缺陷寬度計算公式(公式二)W＝1.28Wm-12，圖2是標準缺陷檢測實驗得到的數據點及缺陷寬度W與缺陷漏磁場寬度Wm的擬和直線。
計算各標準缺陷的漏磁場峰值標準缺陷漏磁場峰值Mx為標準缺陷離散二維漏磁場最大值。將長度和寬度都為30mm、深度分別為1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm的標準缺陷的漏磁場峰值Mx與其相應的標準缺陷深度D按二次公式擬合，得到缺陷深度計算公式(公式三)Mx＝0.28D2+7.68D+208.72，圖3是標準缺陷檢測實驗得到的數據點及缺陷深度D與缺陷漏磁場峰值Mx的擬和曲線。
然后，用管道漏磁檢測器MT1對口徑273mm、壁厚10mm的待測管道上的腐蝕缺陷進行檢測，檢測條件與上述標準缺陷實驗相同，檢測得到的漏磁場數據平均值為120高斯，因此，取數據過濾閾值為1.2×120＝144，過濾檢測數據，得到了一個缺陷漏磁場，其漏磁場長度為53mm、漏磁場寬度為86mm、漏磁場峰值為255.4高斯，按上述缺陷量化公式(公式一、公式二、公式三)得到缺陷的長、寬、深分別為55.37mm、110mm、4.7mm。實際測量該缺陷，其長、寬、深分別為55mm、100mm、5mm，缺陷量化誤差小于10％。
通過大量檢測實驗發現，用本發明方法可有效量化各種腐蝕缺陷，量化誤差小于10％，并且，本發明算法簡單，適合高效處理有大量檢測數據的場合。
權利要求
1.一種漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)取與待檢測部件相同材質、相同厚度的試樣，試樣厚度用符號t表示；在其上加工長度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t，寬度為3t，深度為20％t；長度為3t，寬度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t、深度為20％t；長度和寬度均為3t，深度分別為10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的三個系列人工腐蝕標準缺陷，缺陷邊界圓弧過渡，缺陷之間間隔至少為20t；2)將試樣水平放置，用直流磁化場飽和磁化，然后在提離值為0.5～5mm的檢測平面內等間距采樣，得到檢測平面內標準缺陷水平方向的離散二維漏磁場數據；所述的提離值是指檢測探頭距被檢測試樣表面的距離；3)將步驟2)得到的離散二維漏磁場數據取平均值，再用該平均值的1.2倍作為閾值過濾步驟2)得到的離散二維漏磁場數據，得到各標準缺陷的離散二維漏磁場數據范圍；4)分別計算步驟3)得到的標準缺陷離散二維漏磁場的長度、寬度和峰值；標準缺陷離散漏磁場長度Lm等于標準缺陷離散二維漏磁場長度方向的采樣點數乘以采樣間距d；缺陷漏磁場寬度Wm等于缺陷離散二維漏磁場寬度方向的采樣點數乘以采樣間距d；缺陷漏磁場峰值Mx為缺陷離散二維漏磁場最大值；5)將步驟4)得到的缺陷寬度為3t、深度為20％t、長度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t的標準缺陷漏磁場長度Lm與其相應的缺陷長度L按線性公式擬合，確定缺陷長度計算公式L＝a×Lm+b中的系數a和b，得到缺陷長度量化公式；將步驟4)得到的缺陷長度為3t、深度為20％t、寬度分別為1t、2t、3t、4t、5t、6t、7t、8t、9t和10t的標準缺陷漏磁場寬度Wm與其相應的缺陷寬度W按線性公式擬合，確定缺陷寬度量化公式W＝e×Wm+f中的系數e和f，得到缺陷寬度量化公式；將步驟4)得到的缺陷長度和寬度都為3t、深度分別為10％t、20％t、30％t、40％t、50％t、60％t、70％t、80％t和90％t的標準缺陷漏磁場峰值Mx與其相應的缺陷深度D按二次公式擬合，確定缺陷深度量化公式Mx＝g×D2+h×D+j中的系數g、h和j，得到缺陷深度量化公式；6)將被檢測部件用直流磁化場飽和磁化，以步驟2)中的提離值和采樣間距獲得被測部件的離散漏磁場數據，按步驟3)得到被測件各缺陷的離散二維漏磁場數據，按步驟4)得到被測件各缺陷漏磁場的長度、寬度和峰值，按步驟5)的缺陷長度量化公式、缺陷寬度量化公式和缺陷深度量化公式，即計算得到被檢測部件未知腐蝕缺陷的尺寸。
2.按照權利要求1所述的漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，其特征在于所述步驟2)中的提離值為0.5～5mm。
3.按照權利要求1或2所述的漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，其特征在于所述步驟2)中采樣的間距為0.1～10mm。
全文摘要
一種漏磁檢測腐蝕缺陷的量化方法，屬于無損檢測技術領域。本發明利用檢測到的漏磁場分布特征，根據特定的算法實現腐蝕缺陷尺寸的量化。具體實施方法是首先制作帶有三個系列標準缺陷的試樣，根據試樣漏磁檢測數據，確定腐蝕缺陷長度、寬度和深度量化公式中的系數，從而得到這種試樣類型被測件的腐蝕缺陷量化方法，為評價設備使用狀態和設備維護提供依據。本發明有效克服了現有技術中對腐蝕缺陷，特別是對缺陷深度難于量化的缺點，方法簡單易行，手工和計算機均可實現，效率高，具有較廣闊的應用前景。
文檔編號G01M3/00GK1641347SQ20051001111
公開日2005年7月20日 申請日期2005年1月7日 優先權日2005年1月7日
發明者黃松嶺, 趙偉, 崔偉, 吳靜, 王珅 申請人:清華大學