[发明专利]一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法

权利要求书

1.一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，应用于评估测试装置的数据分析处理单元上，所述评估测试装置包括数据分析处理单元、机械运动控制单元、与机械运动控制单元连接的传动装置和设置在传动装置的检测探头，所述检测探头包括用于产生交流磁场信号的激励线圈和设在激励线圈外表面的磁场传感器，数据分析处理单元与机械运动控制单元和磁场传感器连接，机械运动控制单元用于将位置信息传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元用于综合位置信息和磁场传感器传递的磁感应强度信息并进行运算和处理，机械运动控制单元实现传动装置的驱动，所述方法包括裂纹截面形状评估步骤：

驱动传动装置在无裂纹管道中运动获取检测探头在不同位置的径向或轴向磁感应强度；

驱动传动装置在被测管道中运动获取检测探头在不同位置的径向或轴向磁感应强度，将该磁感应强度与无裂纹时的磁感应强度作比较，得到径向或轴向磁感应强度差值；

根据得到的径向或轴向磁感应强度差值与预设的磁感应强度扰动曲线模型，比对得到裂纹截面面积。

2.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，所述预设的磁感应强度扰动曲线模型通过如下步骤得到：

利用有限元分析软件，根据所述检测探头与所述被测管道的物理和结构参数，对不同形状裂纹附近的空间磁场进行数值求解；

根据数值求解得到的不同截面积裂纹的径向或轴向磁感应强度，采用数学拟合方法，建立磁感应强度扰动曲线模型。

3.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，所述方法还包括裂纹圆周长度评估步骤：

驱动传动装置使得检测探头置于被测管道内部，使得激励线圈的轴线与管道的轴线保持同心；

驱动传动装置来回移动使得检测探头在被测管道内部沿轴线方向上来回移动，获取磁场传感器的轴向磁感应强度，当磁场传感器轴向磁感应强度变化达到最大值的时候，记录检测探头的位置为轴线参考点位置；

保持检测探头在轴线参考点位置不变，驱动传动装置旋转来匀速旋转探头，获取磁场传感器的轴向磁感应强度变化情况，当轴向磁感应强度发生变化的时候，记录此时的旋转角度为第一角度；

继续匀速旋转探头，获取磁场传感器的轴向磁感应强度变化情况，当轴向磁感应强度再次发生变化的时候，记录此时的旋转角度为第二角度；

根据第一角度与第二角度的角度差计算出管道裂纹在圆周方向的长度。

4.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，所述方法还包括裂纹方位评估步骤：

驱动传动装置使得检测探头伸入被测管道且沿被测管道轴线方向上移动，当轴向磁感应强度发生变化时记录检测探头的位置和角度；

驱动传动装置将检测探头从被测管道移出，旋转一定角度后；

重复上述步骤多次，将获取到的检测探头的位置最大值作为裂纹的起始位置，并重新驱动传动装置将所述检测探头定位到裂纹的起始位置且转动到对应角度；

保持角度不变，驱动传动装置使得检测探头沿被测管道轴线方向上移动，获取磁感应强度y分量变化的最大值；

根据最大值和预设的方位关系模型，算出裂纹的方位角度。

5.根据权利要求4所述的一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，所述检测探头包括轴向和径向两个检测方向的磁场传感器。

6.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，所述评估测试装置还包括探头辅助装置，所述探头辅助装置用于连接传动装置与检测探头。

7.根据权利要求1所述的一种金属管道内表面裂纹的定量评估方法，其特征在于，所述评估测试装置还包括信号发生器，所述信号发生器与所述激励线圈连接，所述信号发生器用于产生正弦交流电使得线圈产生交流磁场信号。