管狀材料在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用， 比如， 無縫鋼管、 石油運(yùn)輸管道、 艦用 U型鋼管等， 經(jīng)過一定時(shí)間的運(yùn)行后， 可能會(huì)出現(xiàn)腐蝕和疲勞裂紋等缺陷， 這將影響其預(yù)定功能的實(shí)現(xiàn)。 而無損檢測技術(shù)是在不破壞結(jié)構(gòu)構(gòu)件的情況下， 直接在結(jié)構(gòu)物上進(jìn)行測試或在其內(nèi)部鉆取芯樣進(jìn)行測試， 檢測結(jié)構(gòu)物的內(nèi)部質(zhì)量、 推定結(jié)構(gòu)物的強(qiáng)度及質(zhì)量缺陷， 用無損檢測診斷技術(shù)提前或及時(shí)檢測出失效部位和原因， 并采取有效措施， 就可以避免事故的發(fā)生 。
異型不銹鋼管件也越來越廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 包括能源、 化工、 航空航天、 軍工等行業(yè)部門。 為了保證產(chǎn)品質(zhì)量， 要求在使用前或者在役時(shí)對其進(jìn)行檢測保證其質(zhì)量，要求定量檢測出各種尺寸管狀材料內(nèi)壁表面裂紋、 腐蝕等缺陷， 且其測量精度和分辨率都要求很高。 例如飛機(jī)中的緊固件記憶合金管接頭、 鍋爐彎管， 如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，則其在役階段可能造成災(zāi)難性的事故。 但現(xiàn)行檢測標(biāo)準(zhǔn)中只有常規(guī)形狀管材的檢測， 這就需要對異型管狀的無損檢測方法展開研究。 通過選擇合適的檢測手段檢測缺陷， 同時(shí)找到其產(chǎn)生缺陷的原因， 從而提高其使用性能。
然而， 目前國內(nèi)外在異型不銹鋼管件無損檢測方面的相關(guān)研究報(bào)道較少。 因此開展異型管材無損檢測方面的系統(tǒng)研究有以下兩個(gè)方面的重要意義： 第一， 通過渦流檢測異型管材的無損檢測方法的研究， 促進(jìn)無損檢測理論與技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展， 使國內(nèi)對不銹鋼管件無損檢測的檢測理論上一個(gè)新的臺(tái)階； 第二， 本研究成果對開發(fā)與研制適用于異型不銹鋼管件無損探傷裝置具有重要的指導(dǎo)作用。
本課題研究目的是設(shè)計(jì)制作帶人工缺陷的異型不銹鋼管件， 采用渦流檢測技術(shù)對異型不銹鋼管件進(jìn)行檢測， 比較空心通管與異型管件之間的渦流阻抗差異， 分析影響渦流阻抗平面圖的因素， 確定異型管件的無損檢測方法。
本論文以異型不銹鋼管件為研究對象，采用外穿過式線圈對不銹鋼管件外表面(近表面)裂紋缺陷展開深入研究。通過對內(nèi)凸型和內(nèi)凹型兩種類型異型管件進(jìn)行一系列渦流檢測研究，主要研究成果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：
1. 通過對渦流檢測特征參數(shù)，有效磁導(dǎo)率及歸一化阻抗的計(jì)算，得出對于內(nèi)凸型異型管件，有效磁導(dǎo)率和歸一化阻抗在f取f g時(shí)有極大值，當(dāng)f偏離f g時(shí)有效磁導(dǎo)率和復(fù)阻抗降低，“普通區(qū)”和“異型區(qū)”阻抗曲線的交點(diǎn)在它們的特征頻率之間，則當(dāng)實(shí)驗(yàn)頻率在各個(gè)“普通區(qū)”和“異型區(qū)”特征頻率之間將能夠保證實(shí)驗(yàn)檢測的靈敏度；
2. 內(nèi)徑的變化對內(nèi)凹型異型管件特征頻率是倒數(shù)關(guān)系；壁厚的變化對異型管渦流檢測特征頻率的影響是，隨著異型區(qū)壁厚的增加，特征頻率不斷得減小，壁厚與特征頻率成反比關(guān)系；隨著異型區(qū)壁厚的增加，檢測線圈的復(fù)阻抗也在不斷增加；
3. 采用加拿大R/D公司MultiScan MS5800系列渦流檢測儀測試了異型不銹鋼管件(內(nèi)凸型)和空心通管渦流阻抗的區(qū)別，得出最佳實(shí)驗(yàn)檢測頻率*90F為(1.5~2)F 90；
4. 在最佳檢測頻率條件下對不銹鋼(內(nèi)凸型)異型管件和空心通管進(jìn)行了渦流檢測，從渦流阻抗圖中可以看出相位角不隨缺陷深度而變化，而幅值隨缺陷深度增加而增大；
5. 對內(nèi)壁肋寬5mm和肋寬10mm兩種異型管件進(jìn)行渦流檢測，結(jié)果表明，肋的寬度對檢測結(jié)果的影響，從相位角度分析影響不大，但從幅值分析有明顯影響；
6. 采用美國ZETEC公司生產(chǎn)的MIZ-40A渦流檢測儀，對內(nèi)凸型以及內(nèi)凹型異型不銹鋼管件進(jìn)行檢測試驗(yàn)。結(jié)果表明，采用主輔頻率比為2:1的混頻技術(shù)，可以有效抑制異型管件內(nèi)壁寬10 mm的信號，從而能夠檢測出異型不銹鋼管件距表面深0.20 mm的周圍槽(人工缺陷)信號。
