[发明专利]一种基于电磁超声换能器的无缝钢管斜向缺陷检测系统

说明书

本发明公开了一种基于电磁超声换能器的无缝钢管斜向缺陷检测系统，属于无损检测技术领域。高频交流电传入线圈，在待测无缝钢管内感应出电流，即为通常所说的涡电流。由于集肤效应，涡电流分布于待测无缝钢管表面。待测无缝钢管中磁畴的磁化强度矢量会受外磁场影响而发生改变，磁化过程中磁畴间界限发生移动，产生机械变形，即为磁致伸缩效应。磁致伸缩力和洛仑兹力相互耦合，进而加强了声波激发。可以一次性同时检测无缝钢管横向缺陷和纵向缺陷；电磁超声换能器发射的SV波为双向发射波；检测过程中不需要耦合剂，解决了无缝钢管中斜向缺陷难以检测的问题。

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，涉及一种基于电磁超声换能器的无缝钢管斜向缺陷检测系统。

背景技术

无缝钢管应用于油气集输管线、海底管线以及城市油气管网，无缝钢管一般以热轧工艺制造，与焊接钢管相比，无缝钢管因管体组织与性能分布连续性好、使用可靠性高、产品钢种及壁厚适应范围大，故在安全级别要求较高、使用条件相对特殊或产品径壁比数值偏低等情形下，无缝钢管优势明显。

无缝钢管是通过穿孔法和高速挤压法得到，穿孔法是用穿孔机穿孔，同时用轧棍滚轧，最后用芯棒轧管机定径压延平整成型，高速挤压法是在挤压机中直接挤压成型，这种方法加工的无缝钢管尺寸精度高，无缝钢管中主要缺陷有裂纹、折叠、分层和夹杂等。对于厚壁大口径管也可由钢锭经锻造、轧制等工艺加工而成，锻轧管常见缺陷与锻件类似，一般为裂纹、白点、重皮等。

通常应用压电超声检测方法检测无缝钢管中的缺陷，由于无缝钢管成型特点，需要非接触、高温、快速和自动化检测，近年来广泛研究电磁超声检测也能很好解决这一问题，与常规压电晶片的超声波检测相比，电磁超声检测具有非接触检测、高温监测、容易实现自动化检测、检测速度快、检测灵敏度高等特点，该方法在无缝钢管自动检测中得到较好的应用。但是现有技术依然无法用于检测无缝钢管的斜向缺陷。因此，设计一种检测无缝钢管斜向缺陷电磁超声换能器是非常必要。

发明内容

为了克服上述现有技术中，无缝钢管斜向缺陷(纵向和横向)无法检测的缺点，本发明的目的在于提供一种基于电磁超声换能器的无缝钢管斜向缺陷检测方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于电磁超声换能器的无缝钢管斜向缺陷检测系统，无缝钢管斜向缺陷检测系统包括电磁超声换能器、声波激发单元和声波接收单元；

电磁超声换能器包括磁体和线圈，线圈位于磁体的底部或内部；

声波激发单元是基于高频交流电通入线圈后，在磁体的磁场作用下，激发出使无缝钢管表面晶格振动的声波；

声波接收单元是当声波遇到斜向缺陷沿原路反射时，用于接收原路反射的声波。

优选地，电磁超声换能器位于待测无缝钢管的表面。

优选地，声波激发单元激发出的声波为SV波。

优选地，SV波在待测无缝钢管中传播时，传播角度为32°～44°。

优选地，声波激发单元激发出的声波为双向发射波。

优选地，所述线圈为回折型线圈。

优选地，所述磁体为永磁铁或电磁铁。

优选地，磁体的形状为倒U形，倒U形磁体内的两端分别为磁体的两极；

线圈安装在倒U形磁体的开口端，且线圈的两端分别与磁体的两极连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：