交变载荷作用下管道焊缝金属磁记忆信号分析

姚立东，王伟

（安徽省特种设备检测院，安徽 合肥 230051）

0 引言

在地磁场环境和工作载荷共同作用下，铁磁性材料内部会发生磁致伸缩变化，导致磁畴组织发生不可逆的变化。其外在表现为铁磁性材料存在应力集中区，应力集中区的大小可以通过漏磁场Hp的变化表示。在取消工作载荷后，铁磁性材料的磁化状态得以保留，这就是磁记忆现象。本研究通过对压力管道焊缝施加不同程度的交变载荷，分析其信号的特征值。

1 试验准备

1.1 设备和传感器

为表征交变载荷作用下压力管道焊缝漏磁场，本文采用的是俄罗斯动力诊断公司的TSC-4 M-16应力集中诊断仪，使用TSC-4 M-16可对数据进行采集和初步分析。

TSC-4 M-16主要性能如下：

（1）通道Hp测量范围：±2 000 A/m；（2）Hp 测量通道数：16 通道；（3）基本相对误差：± 5%；（4）最小测量步长：1 mm；（5）最大测量步长：128 mm；（6）长度绝对误差：±1 步长；（7）最大扫描速度：0.5 m/s；

传感器采用1-8 M扫描装置，1-8 М型扫描装置是8通道接触式焊缝检测扫描装置，常用在对管道、焊缝、容器、平板等工件的应力集中的局部快速扫查。传感器可根据管道焊缝的形状调节，集成有4个轮子的计数器，用以记录检测长度，同时测量磁场的两个磁场分量可以采集到更全面的数据。试验时，传感器调节至与管道焊缝贴合，较少提离效应的影响，使检测结果更准确，同时，实现款速扫查[1-2]。

1.1 试件

试验管道材质为20钢，采用V型坡口，焊接方法为氩弧焊打底，手工电弧焊盖面，余高磨平，焊接后通过X射线检测，确保其无裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等结构性缺陷，并对焊缝进行热处理，消除其残余应力，试验管道规格、数量如表1所示。……