容器和装置的金属磁记忆快速诊断方法

磁记忆检测操作方法
磁记忆检测是一种用于检测材料中的磁记忆效应的方法。

磁记忆是一种材料在受到力或应力作用时，会在其表面产生磁感应强度发生变化的现象。

以下是一种常见的磁记忆检测操作方法：
1. 装置准备：准备磁记忆检测装置，包括磁场源、磁场传感器、信号采集系统等设备。

确保装置正常工作。

2. 样品准备：准备待检测的材料样品。

样品可以是实际工件，也可以是退火、拉伸等处理后的试样。

保证样品表面清洁，无油污或杂质。

3. 磁场施加：将待检测样品放置在磁场源附近，使其受到恒定的磁场。

磁场源可以是永磁体或电磁体，具体选择根据需要确定。

4. 信号采集：使用磁场传感器对样品表面的磁感应强度进行实时采集。

采集到的信号可以是电压、电流等形式。

5. 数据处理：将采集到的信号通过信号采集系统传输到计算机等数据处理设备上，进行数据处理和分析。

可以使用傅里叶变换等方法提取磁感应强度的频谱特征。

6. 结果分析：根据采集到的信号和数据处理结果，对样品进行磁记忆效应的分
析与判断。

通常，磁记忆效应表现为磁感应强度的峰值或变化。

需要指出的是，具体的磁记忆检测操作方法可能因使用的仪器设备、样品特性和磁场施加方式等而有所差异。

此处提供的是一种一般的操作方法，具体操作应根据实际情况进行调整和优化。

用金属磁记忆法评定锅炉和蒸汽管道弯头应力—变形状态的方法“动力诊断”技术公司方法（发明人杜波夫副博士）用来提高发电设备出事最多的一种部件——锅炉和蒸汽管道弯头的可靠性。

技术诊断领域中，这是完全崭新的方法，它能够按金属在使用过程中形成的残余磁场强度，查出那些即将破损的弯头。

该方法可用在火电厂、核电站、锅炉以及其它要求保证管路系统可靠性的工业部门，既可以单独使用，也可以和传统的检测手段和方法配合作用。

1前言动力部门的一个复杂问题就是确保锅炉未受热管和蒸汽管道弯头的可靠性。

有不少记录在案的高压锅炉未受热管弯头的破损事件，其中一些造成了严重的后果。

尽管在“动力诊断”的行业规模上做了大量的研究工作，采取了大量的措施以提高弯头的可靠性，时至今日并未取得理想的结果，锅炉未受热管弯头依旧是事故点。

现有的无损检测方法（超声、磁粉）虽然在动力部门广泛使用，但仅用来查找和发现设备的金属中那些业已发展了的缺陷和种种不同类型的裂纹，如果从确保值班人员安全的角度来看待设备运行的可靠性，这是不能容许的。

此外，弯头破损的主要根源乃是由工作载荷造成的机械应力集中。

通常，破损的那些弯头，都是使用在有附加的，未能计算出的应力条件下。

对锅炉和蒸汽管道磁化现象所做的一整套工作，包括分析、试验室和工业性的研究，在此基础上，研制出一种按照在金属表面上漏磁场（Hp）强度值及其分布特点去评定弯头应力——变形状态的方法。

同样确定了铁磁性管在拉伸、挤压、扭曲和周期性载荷下残余磁化强度的变化和相应被测磁场Hp的变化，肯定和所受最大的工作应力有关，从而有可能利用这一参数在制订本诊断方法时，用它做记忆要素。

从强度和断裂力学理论方面得知，结构发展破损最为不利的情况是，金属的局部处在主要以拉伸应力作用的叠加载荷。

在这种情况下一些裂纹出现在沿垂直于拉伸应力的那些平面上。

考虑到Hp=O的那些线与现场实践中查出的不少管子弯头表面可见裂纹相重合的事实，做出了这些线和垂直于最大拉伸应力的那些线相重合的论断。

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。

试验研究磁记忆检测在压力容器检验中的应用高春法,黄昌光,宋　凯刘伟成,张路根,肖忠群 (南昌航空工业学院,南昌　330034) (江西省锅炉压力容器检验所,南昌　330029)摘　要:磁记忆检测是基于铁磁构件的磁效应,可有效发现构件的应力集中区域,是一种对金属材料进行早期诊断的新的无损检测方法。

将两种钢板试件模拟压力容器受压元件加载试验,得到了其中应力集中变化的定性规律。

并对超高压水晶釜和铁路槽车等压力容器进行了实测,取得了一些有益的经验。

可以预期,该方法作为压力容器的预诊手段,有良好的应用前景。

关键词:磁记忆检测;压力容器;应力集中 中图分类号:TG115.28 文献标识码:A 文章编号:100026656(2003)0520247203APP LICATION OF MAGNETIC MEMOR Y TESTING TO PRESSURE VESSE LG AO Chun2fa,HUANG Ch ang2gu ang,SONG K ai(Nanchang Institute of Aeronautical T echnology,Nanchang330034,China)LIU Wei2cheng,ZH ANG Lu2gen,XIAO Zhong2qun(Inspection&Research Institute of Boiler and Pressure Vessel,Nanchang330029,China) Abstract:Magnetic mem ory testing(M MT)based on magnetic mem ory effect of ferromagnetic items is a new nondestructive testing technique,which is able to diagnose ferromagnetic items in early stage.I t can be used to detect the stress concentration zones in items.Regulation of stress concentration has been obtained from the steel sam ples loaded simulating pressure vessel items.Experience has been achieved in the inspection of superhigh2pressure crystal reactor and railway tank cars.I t can be ex2 pected that magnetic mem ory testing technology has g ood prospects in the pre2examination of pressure vessels.K eyw ords:Magnetic mem ory testing;Pressure vessel;S tress concentration 铁磁材料构件存在磁致伸缩效应,即当改变构件的磁化状态时会导致构件几何尺寸的微量变化;反之,若对构件施以机械应力改变其几何尺寸和体积,会使构件中磁化状态发生改变,此为磁致伸缩逆效应或机械磁效应。