便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在線承壓工業(yè)管道在高溫、高壓、高負載和受腐蝕等環(huán)境下連續(xù)運行，管道內(nèi)若存在缺陷、嚴重腐蝕，會造成泄漏、爆裂，甚至引發(fā)災(zāi)難。必須采用高可靠的檢測儀器，全面檢測管道各處的質(zhì)量情況，保證承壓工業(yè)管道的安全運行。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)及其不足:
[0004]目前，國際上通常采用渦流和超聲檢測兩大常規(guī)方法對在線承壓工業(yè)管道檢測。
[0005]1、渦流檢測是采用交流磁化器對管道進行磁化。由于金屬管道是電導體，管道表面圓周方向可以等效成一圈圈的閉合回路，所以交流磁化場在管道的表面會產(chǎn)生感生電流，電流的方向沿管道表面的圓周方向旋轉(zhuǎn)，就像一圈圈的漩渦，這種情況下產(chǎn)生的感生電流被稱為渦流。渦流通過導體的缺陷位置處會引起渦流變化，從而在檢測傳感器中引起感生電流的變化。但是由于渦流的趨膚效應(yīng)，這些渦流只能在管道的外表面形成，管道的深層次缺陷不會引起渦流變化，所以渦流檢測只能發(fā)現(xiàn)管道材料表面和近表面的缺陷，卻發(fā)現(xiàn)不了管道深層次和內(nèi)壁缺陷。
[0006]2、超聲檢測是用電脈沖激發(fā)超聲束，探頭的透鏡將聲束聚焦，通過油、水等介質(zhì)耦合到管壁上，通過聲波在管道壁內(nèi)的發(fā)射和折射情況來檢測管道壁內(nèi)的缺陷有無和位置。一方面對在線管道各處涂敷介質(zhì)很困難，另一方面介質(zhì)耦合聲波的性能對檢測結(jié)果影響很大，也很難對在線鍋爐管道全面檢測;其外，管道內(nèi)高壓蒸汽或水流形成的聲波嚴重干擾超聲信號，不利于超聲信號的提取和識別。還有，聚焦后的聲束也只能在管道的局部傳送，所以超聲檢測是一種對管道局部區(qū)域檢測的方法，不能全面檢測管道各點缺陷。
[0007]上述現(xiàn)有技術(shù)的不足可以歸納為只能進行外表面檢測或局部檢測，以及耦合劑影響檢測性能等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置。
[0009]本發(fā)明要解決的另外一個技術(shù)問題是提供一種承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測方法。
[0010]對于便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置，其特征在于:包括磁化機構(gòu)和探測機構(gòu)；
[0011 ]所述磁化機構(gòu)包括一導磁手柄(I)、兩塊恒磁鐵(2)、兩塊磁化極靴(3);所述導磁手柄的兩端分別與兩塊恒磁鐵的上端連接，每塊恒磁鐵的下端再與一塊磁化極靴連接；
[0012]所述探測機構(gòu)包括探頭(12)和隧道磁電阻電橋陣列(13);所述探頭的兩端與位于導磁手柄兩端的磁化極靴(3)的內(nèi)側(cè)連接，探頭位于兩塊磁化極靴的中間位置;探頭底部貼合被檢測管道的外壁，探頭的內(nèi)腔裝有隧道磁電阻電橋陣列(13)。
[0013]作為優(yōu)選，位于導磁手柄(I)兩端的兩塊所述恒磁鐵的極性按串聯(lián)的形式連接，使得兩塊恒磁鐵的磁性是疊加增強的，實現(xiàn)對管道壁的充分磁化。
[0014]作為優(yōu)選，磁化機構(gòu)還包括具有導磁性能的磁短路環(huán)(4);兩只所述磁短路環(huán)分別環(huán)套在導磁手柄(I)的兩端；
[0015]磁短路環(huán)可沿導磁手柄向下滑動并套在位于導磁手柄兩端的恒磁鐵(2)的周圍，使得恒磁鐵一極發(fā)出的磁場通過磁短路環(huán)直接耦合到恒磁鐵另一極;或
[0016]磁短路環(huán)也可沿導磁手柄向上滑動并遠離位于導磁手柄兩端的恒磁鐵(2)的周圍，使得恒磁鐵一極發(fā)出的磁場通過被檢管道壁耦合到恒磁鐵另一極，實現(xiàn)對被檢管道壁的磁化。
[0017]作為優(yōu)選，磁化機構(gòu)還包括滾輪(5);兩組所述滾輪分別固定在磁化極靴(3)的外側(cè)，使得磁化極靴(3)與被檢測管道保持設(shè)定的距離且可以沿管道表面軸向或周向移動。
[0018]作為優(yōu)選，探測機構(gòu)還包括固定支架(7)、探頭限位架(9)、探頭固定螺桿(10)、探頭壓迫彈簧(11);所述探頭限位架(9)的兩側(cè)在固定支架(7)下部兩側(cè)滑槽中移動，所述探頭固定螺桿(10)上部與固定支架(7)上的螺孔以螺紋連接，下部穿過探頭限位架上的通孔與位于探頭限位架下方的探頭(12)連接，所述探頭壓迫彈簧(11)裝在固定支架與探頭限位架之間且套在探頭固定螺桿上，探頭壓迫彈簧將探頭(12)壓迫并貼合在被檢測管道的外壁。
[0019]作為優(yōu)選，導磁手柄(I)的橫截面和兩塊恒磁鐵(2)的橫截面均為具有相同直徑的圓形。
[0020]作為優(yōu)選，隧道磁電阻電橋陣列(13)是由多只的隧道磁電阻構(gòu)成的多組電橋。
[0021]作為進一步優(yōu)選，電橋為惠斯通電橋。
[0022]對于承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測方法，其特征在于包括以下步驟:
[0023](I)對被檢測管道施加穩(wěn)恒磁場，使得磁場在此次磁化區(qū)間的被檢測管道壁內(nèi)均勻分布;具體來說，恒穩(wěn)磁場可以通過恒磁鐵或電磁線圈進行施加；
[0024](2)若磁化區(qū)間的被檢測管道內(nèi)外壁或內(nèi)部有任何缺陷存在，缺陷將一部分磁場折射到管道外表面空間-稱缺陷磁場；
[0025](3)在被檢測管道外表面設(shè)置由隧道磁電阻電橋陣列組成的探頭，探頭檢測到缺陷磁場并通過微處理器和顯示器顯示缺陷的位置和嚴重程度的圖形，實現(xiàn)對在線承壓工業(yè)管道的可靠、方便和全面的檢測。
[0026]10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的承壓工業(yè)管道在線電磁檢測方法，其特征在于:所述步驟(3)包括以下步驟:
[0027](4)由多只隧道磁電阻(TMR)組成隧道磁電阻電橋陣列，管道表面無缺陷磁場時，各電橋都平衡，輸出為零;管道表面有缺陷磁場時，總有電橋失衡，輸出缺陷信號；
[0028](5)將隧道磁電阻電橋陣列安置在探頭內(nèi)腔，將缺陷磁場轉(zhuǎn)換成缺陷信號；用缺陷信號的幅度代表缺陷的有無和嚴重等級；
[0029](6)通過微處理和顯示器直觀顯示缺陷的位置和嚴重程度，實現(xiàn)對在線承壓工業(yè)管道的方便、可靠的檢測。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031 ] 1、采用恒磁鐵和便攜式的磁路組成輕便的磁化器，對管道進行穩(wěn)恒磁場磁化，既能激發(fā)管道外表面，又能激發(fā)管道內(nèi)壁和壁內(nèi)任何位置的缺陷在管道外表面空間形成缺陷磁場，滿足對在線工業(yè)管道的可靠和全面檢測要求；
[0032]2、檢測時不需要外施電源磁場和任何檢測耦合劑，既節(jié)省電源和檢測費用，又保證檢測結(jié)果穩(wěn)定可靠；
[0033]3、恒磁鐵的穩(wěn)恒磁場不受在線管道內(nèi)的高壓蒸汽或水流形成的聲波干擾，既可以對管道零部件檢測，又可以對在線運行中的管道實施現(xiàn)場檢測；
[0034]4、采用多組隧道磁電阻電橋構(gòu)成探頭，當管道內(nèi)沒有缺陷時，管道外表面無缺陷磁場，各電橋都平衡，沒有信號輸出；當管道內(nèi)有缺陷時，在管道外表面形成缺陷磁場，總有電橋失衡，輸出缺陷信號;這樣檢測裝置既可以沿管道外表面迅速移動檢測，也可以停止在管道任何地點實現(xiàn)靜止檢測。
[0035]5、整個檢測裝置，小巧輕便，便于操作，同時具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、運行故障率低、安全可靠、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0036]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0037]圖1是本發(fā)明便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖2是本發(fā)明便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置實施例的磁場示意圖(磁化狀態(tài))。
[0039]圖3是本發(fā)明便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置實施例的磁場示意圖(非磁化狀態(tài))。
[0040]圖4是本發(fā)明便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置實施例的探測機構(gòu)示意圖。
[0041]圖5是本發(fā)明便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置實施例的探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖6是本發(fā)明便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置實施例的惠斯通電橋電路圖。
[0043]圖中標記，1-導磁手柄，2-恒磁鐵，3-磁化極靴，4-磁短路環(huán)，5-小滾輪，6_管道，7_探頭固定支架，8-滑動導槽，9-探頭限位架，10-探頭固定螺桿，11-探頭壓迫彈簧，12-探頭，13-隧道磁電阻電橋陣列，14-缺陷，15-缺陷磁場。
【具體實施方式】
[0044]圖1是一種便攜式承壓工業(yè)管道在線恒磁檢測裝置，由便攜式磁化機構(gòu)和對管道的探測機構(gòu)兩部分組成。
[0045]便攜式磁化機構(gòu)呈U字狀，由I個U字形的用于連接恒磁鐵且具有高導磁的導磁手柄1、兩塊圓形恒磁鐵2、兩塊高導磁的磁化極靴3、兩塊磁短路環(huán)4和兩組滾輪5組成。
[0046]U字形的導磁手柄由工業(yè)純鐵棒制成，能將兩塊恒磁鐵2的磁場按極性串聯(lián)方式連接起來以加強磁勢強度，同時U字形狀的中段當作方便攜帶的手柄使用。
[0047]兩塊圓形恒磁鐵2的圓心都有安裝圓孔，將每一塊圓形恒磁鐵的上端通過一根穿過安裝圓孔的非磁性螺栓分別安裝到U字形導磁手柄I的兩端，再通過該根非磁性螺栓將圓形恒磁鐵的下端分別安裝在兩塊磁化極靴的上端。磁化極靴3的下端貼近被檢測管道6的外表面，并且與管道的表面的曲率相似，將恒磁鐵2發(fā)出的磁場耦合到管道壁上。上述安裝必須按恒磁鐵的極性串聯(lián)的形式連接，保證兩塊圓形恒磁鐵的磁性是疊加增強的，實現(xiàn)對管道壁的充分磁化。在兩塊磁化極靴3貼近被檢測管道處的外側(cè)還分別設(shè)置了兩只V形的小滾輪5，其作用一方面避免了磁化裝置不會被吸附到被檢測的管道6上難以移動或提起，同時也方便操作人員通過導磁手柄I推動整個檢測裝置沿著管道移動，對管道進行檢測。
[0048]在圓形恒磁鐵2的兩端還套有一個鐵制的磁短路環(huán)4，磁短路環(huán)4可以套在圓形恒磁鐵2的兩端，或沿著導磁手柄上拉離開圓形恒磁鐵2的兩端。當磁短路環(huán)4拉到導磁手柄的上端時，恒磁鐵的磁場通過磁化極靴被耦合到管道壁上，屬于對管道磁化和檢測狀態(tài)(圖2);當磁短路環(huán)套合到恒磁鐵2的兩側(cè)時，將恒磁鐵一極發(fā)出的磁場通過磁短路環(huán)直接耦合到另一極，只有很少磁場被耦合到管道壁上，便于輕松將檢測裝置提取離開管道，屬于對管道的非磁化和非檢測狀態(tài)(圖3)。
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