金属磁记忆诊断法有哪些优点

1 ．什么叫磁记忆效应?在具有外磁场（地球磁场）存在的条件下，承载的铁磁部件中会产生应力集中，并在应力集中部位出现导磁率减小，工件表面的漏磁场增大的现象，铁磁性金属部件所具有的这一特性称之为“磁机械效应”。

由于这一增强了的磁场“记忆”着部件的缺陷或应力集中的位置，故又称“磁记忆”效应。

2 ．什么叫金属磁记忆检测？金属的磁记忆检测（M MT ）是利用金属磁记忆效应来检测部件应力集中部位的一种快速无损检测方法。

该方法对铁磁性部件由于疲劳、形变、损伤而产生的微裂纹可进行早期诊断。

3 ．简述磁记忆检测的原理。

工程部件由于疲劳、形变而产生的微裂纹会导致出现应力集中，研究表明：承载铁磁性金属部件存在着磁记忆效应，其表面的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系，因此可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件进行诊断。

x 理论与实践研究证明，铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Ｈｐ（）具有最大值，法向分量Ｈｐ(y) 改变符号且具有零值。

实践中，我们通过检测法向分量Ｈｐ (y) 来完成对部件的检测工作。

4 ．适合用磁记忆法（MMT ）检测的对象有哪些？金属磁记忆法（M MT ）检测仪器适用于对铁磁金属制件的早期快速诊断。

该仪器配备不同形式的探头，可对管道、容器、汽轮机和燃汽轮机叶片、转子、叶轮，飞机机体、起落架以及各种不同形状构件、焊接头进行检测。

MMT 检测方法不要求对被检测部件表面进行处理，可直接检测，方便操作。

5 ．金属磁记忆诊断法有哪些优点？金属磁记忆诊断方法和传统的检测方法相比，具有下列优点：①既可检测出宏观缺陷又可检测出微观缺陷，并能进行未来危险的预报。

②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠的检测。

③不需对被检金属表面进行清理或其它预处理。

④提离效应影响很小。

⑤设备轻便、自带电源、有记录装置，操作简单、灵敏度高、重复性与可靠性好。

⑥在检测过程中确定零件的应力集中线，实现早期诊断。

6 ．简述《磁记忆检测数据分析软件》的用途。

在用特种设备金属磁记忆信号特征分析王陶（湖北科规检测有限公司，湖北襄阳441100）【摘要】当前，传统无损检测（磁粉、渗透、超声、射线等）方法难以对装备内部的应力集中进行有效的探测，而采用金属磁记忆（MMA）技术可快速准确地发现装备内部的应力集中。

但是，因为金属磁记忆技术的发展尚处于起步阶段，所以其在实践中仍然面临着许多的问题。

因此，本文的重点是针对这一问题展开了详细论述，供相关人员参考使用。

关键词：特种设备；金属磁记忆；应力；集中中图分类号：TQ050.7文献标识码：BDOI：10.12147/ki.1671-3508.2023.10.084Analysis of Metal Magnetic Memory Signal Characteristicsof Special Equipment in UseWang Tao（Hubei Kegui Testing Co.,Ltd.,Xiangyang,Hubei441100,CHN）【Abstract】Currently,traditional non-destructive testing methods(such as magnetic powder, penetration,ultrasound,radiation,etc.)are difficult to effectively detect stress concentration in⁃side equipment.However,the use of metal magnetic memory(MMA)technology can quickly and accurately detect stress concentration inside equipment.However,due to the fact that the development of metal magnetic memory technology is still in its early stages,it still faces many problems in practice.Therefore,the focus of this article is to provide a detailed discussion on this issue for reference and use by relevant personnel.Key words:special equipment；metal magnetic memory；stress；focus在我国经济高速发展的今天，特种设备在工业中的运用日益广泛。

华中科技大学硕士学位论文金属磁记忆检测方法及试验研究姓名：王欢申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：康宜华;武新军20050429摘 要设备的零部件和金属构件发生的损坏，80％是由于各种微观和宏观机械应力集中所导致的疲劳失效。

金属磁记忆检测方法可以实现对铁磁性构件应力集中损伤的早期诊断，对防止突发性的疲劳损伤事故具有非常重要的意义。

本文首先总结了铁磁性构件的各种应力检测方法，对比了国内外的相关研究现状，且从铁磁性材料的磁化理论和基本现象出发研究了磁记忆检测的原理，并在此基础上介绍了用于本课题试验研究的磁记忆检测系统；然后根据金属磁记忆检测原理可以由拉伸试验得到验证的理论，预制了一批钢棒试件进行静拉伸试验过程中的磁记忆信号分布变化与应力场关系的初步定性研究，总结其磁记忆现象的特点，并通过试验分析了磁记忆检测的影响因素；由于钢丝绳受力和结构制造等的复杂性其疲劳检测一直以来很难开展，最后建立了模拟钢丝绳的实际工作状态的试验装置，尝试检测三个不同工作段疲劳循环过程中的磁记忆信号，通过MATLAB软件进行去噪处理后进行分析比较，得到钢丝绳疲劳循环过程中的磁记忆现象的特点。

通过试验可以发现，磁记忆检测根据磁性的变化来判断应力集中和缺陷的存在，大部分零值点和磁场畸变处均对应了应力集中和缺陷。

因此，作为一种新的无损检测方法，无论从理论上还是实践中都是切实可行的。

关键词：铁磁性磁记忆检测应力集中动疲劳静拉伸 MATLABAbstractThe fatigue invalidation made by the kind of microcosmic and macroscopical mechanical stress concentrate 80% resulted in equipment part and metal components damage. The metal magnetic memory testing method can diagnose stress concentrate zone of the ferromagnetic which the damage is going to appear in advance, thus realize to predict destruction. So it is very important to avoid the unplanned fatigue failure.First, the thesis expounded the kind of stress testing of ferromagnetic part and the current developing status around the world, the devise of metal magnetic memory testing system was introduced basing on the elements of metal magnetic memory testing being studied from the quest for the magnetization theory and basic phenomenon of ferromagnetic material. Second, according to the theory of magnetic memory testing can be validated by tension experiment, a passel of steal bar had been made to primary discuss the relation of magnetic signal distributing and stress field under static tension experiment, then summarized the characteristic of magnetic memory phenomenon during the static tension course and analyzed the influencing factor. Finally, because wire ropes fatigue testing is very hard to develop for its characteristic of being forced and construct, so experiment equipment simulating wire ropes actual working estate was been set up to test the magnetic memory signal distributing of three inspected segment during the fatigue circling course at last, the yawp of signal is been eliminated by MATLAB, then attained the characteristic of magnetic memory phenomenon during the circling course by analyzing and comparing the signal .We can find that stress concentrate and flaw can be judged basing the change of their magnetism with metal magnetic memory testing by analyzing the signal, much of point of zero and exception magnetic field is corresponding to them. So metal magnetic memory testing is feasible from theory and practice as a new non-destructive testing.Keywords: ferromagnetic magnetic memory testing stress concentrate dynamic fatigue static tension MATLAB√独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

1金属磁记忆检测技术简介------21世纪的诊断方法赵传明（云天化股份有限公司，云南水富657800）摘要：简要介绍了金属磁记忆检测技术的基本原理、应用范围及用前景。

关键词：金属；磁记忆；检测众所周知，机械应力集中是各种不同用途的金属承力结构件产生疲劳破坏的主要原因之一。

因此，结构件应力的测量、应力状态的评估和早期损伤区域的确定一直是人们十分关心的问题。

如何应用检测仪器，尽早发现结构件的应力集中和早期损伤区域，并进行有针对性的探伤检查和状态监测，对于早期预防结构件断裂故障、防止发生重大事故具有重要意义。

为此，云天化集团压力容器检测站专门从俄罗斯动力诊断公司进口了一整套金属磁记忆检测仪和配套软件，以解决金属承力结构件早期损伤区域全面、快速、准确的诊断问题，并取得了很好的应用效果，从而保证了合成氨、尿素生产装置的长周期安全运行。

1 金属磁记忆基本检测原理当弹性应力作用于铁磁体时，铁磁体会产生磁致伸缩性质的应变，同时也会产生弹性应变，这种现象称为磁弹性效应。

磁记忆检测技术是基于铁磁体的磁弹性效应，是漏磁检测的一种特殊形式。

它是利用地磁场作为磁化场，而不是利用人为外加的磁化场。

铁磁结构件在运行时会受到载荷和地球磁场的共同作用，在应力和变形集中区的磁畴组织会在一定方向重新取向，局部区域产生漏磁场，而且由于内应力和变形，这种磁场是不可逆的，即在外加载荷消失后仍能够保持。

漏磁场的这种“不可逆”效应就成为磁记忆效应。

此外，在地球磁场存在的条件下，金属结构件中缺陷和夹杂物最集中的地方会出现磁畴变化，并也在表面出现漏磁场。

通过检测这种漏磁场，即可发现微小缺陷和应力集中区域。

理论分析可知，在缺陷或内应力集中的地方，金属的磁导率最小，而在表面形成最大的漏磁场。

在应力集中区内，该磁场的切向分量HP(x)具有最大值，而法向分量HP(y)改变符号（过零点）。

因此，应力集中线可根据HP(y)值的符号变化进行判断，而应力集中程度可根据HP(x) 值的大小或HP(y)值在变方向处的变化剃度来计算。

金属磁记忆方法-设备和金属结构技术诊断的新方向发展与应用的简要总结、标准化问题（节选）杜波夫教授(《动力诊断》公司俄罗斯莫斯科)金属磁记忆法-无损检测方法，其基本原理是记录在工作载荷作用下设备局部应力集中区中产生的自有漏磁场。

这时，检测对象中的漏磁场值反映导磁率的张量，相当于由工作载荷作用形成的应力和变形的张量。

单个零件、制品和焊接接头的漏磁场，相当于它们在地球磁场中制造和冷却后的残余应力张量。

磁化强度朝由工作载荷产生的主应力作用方向的不可逆变化，以及零件和焊接接头在地球磁场中制造和冷却后的残余磁化强度，作者建议把它称作金属磁记忆。

磁记忆方法的独到之处同样在于它是基于利用由工作载荷作用造成产生在稳定滑移位错带的自有漏磁场。

不论什么条件，工作结构上的任何人工磁化，都不可能得到像自有漏磁场那样的信息源。

只有处在像地球磁场这样小的外部磁场中，在承载结构上，当变形能量远远地超过外部磁场能量时，才能形成并获得那样的信息。

金属磁记忆方法兼有无损检测功能和断裂力学所提供的潜力。

因此，在对工业对象进行检测时，这一方法同其他方法相比具有一系列重要优点。

方法不要求对受检表面做专门的准备（清理金属等），和采用专门的磁化装置，因为它利用的是设备和金属结构在制造和使用过程中的磁化现象。

在俄罗斯、中国和欧洲，不同工业部门专家对崭新的磁无损检测方法的兴趣近年来显著地提高了。

探伤专家所形成的普遍心理-查找具体缺陷，妨碍着对方法的客观认知，但是，已经有许多专家明白，许多情况下（尤其是设备长期使用后）更为危险的乃是金属濒临损伤前的状态（在金属组织水平上出现了不可逆的变化），而且由于金属疲劳损伤能够突然出现在那些通常意想不到的地方。

传统无损检测方法的灵敏度不能找到金属濒临损伤的状态，使用金属磁记忆的检测方法正是用来解决这一任务的。

在现场确定设备寿命和保证其可靠性时所出现的那些悬而未决的问题也构成了对本方法的兴趣。

现有的那些传统无损检测设备应力-变形状态的方法（射线、超声、压力应变片等），它们在现场的广泛采用中效率是不高的。

金属磁记忆检测技术研究1金属磁记忆检测技术金属磁记忆检测技术是上世纪俄罗斯杜波夫教授提出的一种新型无损检测技术，其基本原理是记录在工作载荷作用下铁磁性构件局部应力集中区域中产生的漏磁场，根据漏磁场来判断应力集中及损伤。

机械零部件和金属构件发生损坏的主要根源是各种微观和宏观机械应力集中，在应力集中区域，腐蚀、疲劳和蠕变过程的发展最为激烈。

机械应力同铁磁材料的自磁化现象和残磁状况有着直接的联系。

在地磁作用的条件下，铁磁性构件缺陷处的导磁率减小，工件表面的漏磁场增大，称为铁磁性材料的磁机械效应。

该效应可增强铁磁性构件的表面磁场，增强的磁场“记忆”着部件缺陷或应力集中位置，称为金属的“磁记忆”效应。

理论和试验均表明，金属构件的损坏与其先天的“遗传”特性和后天的在役工作负荷相关，在缺陷的发生、发展过程中，应力集中是根源，是构件损坏的早期表现。

工程部件因为疲劳、蠕变而产生的微裂纹会导致缺陷处出现应力集中。

试验研究表明：铁磁性金属部件存有着磁机械效应，其表面上的磁场分布与部件应力载荷有一定的关系。

铁磁性部件缺陷或应力集中区域磁场的切向分量Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改变符号且具有零值，如图1所示。

金属磁记忆检测技术具有以下显著的特点：①既可检测出宏观缺陷，又可检测出微观缺陷，并进行未来危险预报，准确度高，可通过早期诊断对设备的安全性进行准确评价;②无需专门的磁化装置就能对铁磁性构件进行可靠检测;③提离效应影响小;④无需去除被检测对象表面涂层，就能检测橡胶等蒙皮下的缺陷;⑤无需对被测设备进行清洗、打磨等表面预处理，检测方便，成本低;⑥无需系统、专业的培训，原理可靠，特征信号明显，判据简单;⑦检测快速，能够实现快速检测(100m/h)，效率高;⑧检测设备体积小、重量轻，便于携带，可实现单人作业;⑨对设备外露部分检测时，无需设备停机。

在实际应用中，金属磁记忆检测技术可通过检测部件表面的磁场分布情况间接地对部件缺陷或应力集中位置进行诊断。

金属磁记忆检测原理及发展概述1无损检测――现代工业的“质量卫士”无损检测（Non Destructive Testing或 Non Destructive Evaluation，简称NDT或NDE），又称非破坏性检测，是利用材料的不同物理力学或化学性质在不破坏目标物体内部及外观结构与特性的前提下，对目标物体相关特性（如形状、位移、应力、光学特性、流体性质、力学性质等）进行测试与检验，尤其是对各种缺陷的测量。

从而判断被检测物体是否合格，进而评价其适用性。

无损检测的最大特点是既不破坏材料的原有特性，而且能在短时间内获得期望的结果，以便操作人员迅速作出判断，有利于连续生产和提高生产效率，还有利于作出正确的决策。

作为现代工业的基础技术之一，无损检测技术在保证产品质量和工程质量上发挥着愈来愈重要的作用，对于金属残余应力无损检测主要包括衍射法、超声波法、磁性法、电子散斑干涉法、金属磁记忆法。

2金属磁记忆法这是一种新型的无损检测方法。

处于地磁环境下的铁制工件受工作载荷的作用,其内部会发生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向和不可逆的取向,并在地磁环境中表现为应力集中区局部磁异常,形成所谓“漏磁场”,并在工作载荷消失后仍能保留,这是磁记忆检测的物理基础。

磁记忆无损检测方法就是在这种情况下检测出应力与变形集中区形成最大的漏磁场Hp的变化。

即磁场的切向分量Hp(x)具有最大值,而法向分量H(y)改变方向并有零值点。

这种磁状态的不可逆变化在工作载荷消除后继续保留,从而通过漏磁场法向分量Hp(y)的测定,便可推断工件的应力集中区。

应力集中区域的Hp 值的变化曲线如图1。

x―切向;y―法向;Hp(x)―切向磁信号;Hp(y)―法向磁信号3磁记忆探伤铁磁材料内部的各种不均匀性（如形状、结构及含有夹杂或缺陷等）往往是应力集中的部位。

应力集中将使得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”，这就是地磁场激励下应力磁检测方法的物理基础。

“动力诊断技术”公司容器和装置的金属磁记忆快速诊断方法莫斯科1996年经俄罗斯联邦国家矿山技术监督局批准1996年1月8日容器和装置的金属磁记忆快速诊断方法发明人副博士杜波夫“动力诊断技术”公司莫斯科1996年1.总则1.1. 评估设备，容器以及装置的实际寿命时，要有能够找出腐蚀，蠕变和疲劳等过程发展得最为迅猛的最大应力集中区的诊断技术和方法。

目前在能源，化工，石油和天然气工业中广泛使用的无损检测方法，满足不了这一要求。

它们旨在查找已出现和发展了的缺陷，而不能实现疲劳损伤的早期诊断。

1.2. “动力诊断技术”公司（莫斯科）研制和在实践中成功地运用了崭新的设备和结构的诊断方法，该方法是根据金属的磁记忆原理。

所推荐的诊断方法能考虑金属质量和被检设备的实际运行条件及其结构特点，对该设备的状态做出综合评定。

依照残余磁化强度分布的特点，去确定将要损坏的最大应力集中部位和部件。

1.3. 新磁性诊断方法的主要优点是：不要求清理金属而且对被检测表面也无需进行任何其它准备；不要求采用专门的磁化装置，而是利用设备，容器以及装置在使用过程中金属的磁化现象；应力集中的部位事先并不清楚，而是在检测过程中加以确定；检测时使用体积小，自带电源且有记录装置的仪表。

1.4. 这一崭新的磁性诊断方法，历经了广泛的工业验证，而且在俄罗斯，乌克兰，保加利亚，波兰，印度，澳大利亚，中国，德国，芬兰等国家100多个企业证明了它的效率。

“动力诊断技术”公司（莫斯科）组织了检测仪表的批量生产。

1.5.在能源、石油、化工，以及天然气工业使用的管道，容器，压缩机等设备装置上积累了使用该新诊断方法的经验。

2. 用途和使用范围2.1. 容器和装置的快速诊断方法是确定应力集中区一破损的主要根源。

2.2. 采用检测设备表面磁场强度Hp的方式来确定机械应力集中区。

这里利用的是磁机械效应，依照该效应，被检测磁场的矢量方向，与被测残余应力矢量方向一致。

用仪表（机械应力指示器）探头垂直于被测表面扫描的方式去确定Hp为零值的线，在这些线上，Hp值变为相反符号，这些线就是残余应力集中线。