[发明专利]铁磁性管道端头横向分布缺陷检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测方法及装置。更具体地说是涉及一种用于对各种铁磁性钢管、压力容器管件和石油用管的端头进行快速质量检测的方法及装置，通过检测以确定管道的使用安全性。 

背景技术

铁磁性管道是在承压、承重和高扭力状态下运行。若管道内含有缺陷，可能造成泄漏、断裂、爆炸等事故。已有涡流、漏磁等自动检测仪器用于对铁磁性管道的管体部分进行快速质量检测；如图1所示，其检测方式是采用磁化线圈1对被测管道2的管体进行磁化以激励缺陷信号。但是，由于在被测管道的端头部分，呈现散射磁场12，散射磁场12的法线分量会淹没端头横向分布缺陷11的缺陷信号，因此很显然的是，这种检测方式在管道的两端头部分存在检测盲区。不容忽视的是在实际应用中，若是在管道的两端头部分存在有缺陷，同样可能造成泄漏、断裂、爆炸等事故。 

目前，国内外已有的铁磁性管道端部检测多采用荧光磁粉探伤仪。荧光磁粉检测在对管道端部磁化后，喷洒荧光磁粉，如果管道端头壁内有缺陷，缺陷的磁场会影响荧光磁粉的轨迹分布。使用荧光灯对荧光磁粉进行照射，再根据人眼的视觉来发现荧光磁粉轨迹的异常，实现缺陷检测。实际应用中，这种荧光磁粉法对于铁磁性管道端部检测存在如下不足： 

1、荧光磁粉检测法需要经过磁化、喷洒荧光磁粉，再根据荧光磁粉的轨迹的异常来发现缺陷的过程，这一过程在对细小裂纹进行探伤时，程序繁琐、费时费力，且敏感程度低； 

2、若是缺陷出现在管道端头的内壁，则缺陷的磁场在外表面很弱，很难影响荧光磁粉的轨迹分布，这使得采用荧光磁粉检测对管道端头内壁缺陷检测的敏感程度较低，并可能因此影响检测结果； 

3、荧光磁粉检测法最终是依靠人的视觉发现和判断缺陷的存在，检测速度慢、容易漏检，同时也不能实现大规模快速检测，不能满足管道快速轧制、加工生产线的需要。 

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种借助引体的铁磁性管道端头横向分布缺陷检测方法及装置，一方面，对于管道端头的内表面、外表面和内部都能实施缺陷检测；另一方面，在管道轧制生产线、管道加工线上对其端头部分质量实施快速检测，以使管道在工程应用中的安全性得到保障。 

本发明解决技术问题采用如下技术方案： 

本发明铁磁性管道端头横向分布缺陷检测方法，是在被测管道的外周设置通入有直流电的磁化线圈，以所述磁化线圈产生的直流磁场对被测管道的端头进行磁化，其特点是： 

取用一段引导管，所述引导管与被测管道在材质和内外径尺寸上均为相同，将所述引导管对接在被测管道的端头成为被测管道的加长段，由所述直流磁场在管道端头形成的散射磁场被引导在加长段中，被测管道的端头部分的横向分布缺陷在被测管道内壁表面空间形成缺陷磁场，利用磁敏传感器对所述缺陷磁场进行检测，从而实现对铁磁性管道端头横向分布缺陷的检测。 

本发明铁磁性管道端头横向分布缺陷检测装置，其结构特点是设置： 

一段引导管，所述引导管与被测管道在材质和内外径尺寸上均为相同； 

一磁敏传感器，是由在圆周上均匀分布的各斜撑杆构成伞骨形支架，所述伞骨形支架的中轴线与引导管处在同轴线位置上，伞骨形支架可以沿引导管的轴线方向移动；各斜撑杆的中心端设置在中心盘上，磁敏探头设置在各斜撑杆的另一端，所述各斜撑杆的另一端依靠弹簧的径向弹性力将各磁敏探头抵靠在引导管的内侧壁上。 

本发明铁磁性管道端头横向分布缺陷检测装置的结构特点也在于： 

在所述引导管的内部，设置一与所述中心盘固联的导向圆盘，所述导向圆盘的圆盘面与引导管的轴线垂直，导向圆盘是以引导管的内侧壁为滑道，可以沿引导管的轴线方向移动，使所述伞骨形支架的轴向移动获得导向。 

在所述导向圆盘的前端面上设置一导弹头形引导头，在所述导向圆盘的背面固联一中心杆，所述中心杆的杆端延伸至引导管的外部。 

与已有技术相比，本发明有益效果体现在： 

1、根据磁感应线折射定律，如果磁感应线从磁导率大的磁介质进入磁导率小的磁介质，磁感应线偏向法线。例如，磁感应线从磁导率大的铁磁性管道进入磁导率小的空气介质内，磁感应线严重偏向法线，即在管道的端头部分呈现散射分布。本发明通过取用一段引导管，将原本在被测管道端头呈散射状的磁场引导至引导管中，从而使铁磁性被测管道的端头部分的磁感应线被束缚在管道内，实现了被测管道端头横向分布缺陷的有效检测。 

2、本发明检测装置是以引导管为壳体，其结构简单，易于实现。