[发明专利]一种利用金属磁记忆检测判别铁磁材料应力集中的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属无损检测领域，具体涉及一种利用金属磁记忆检测判别铁磁材料应力集中的方法。

背景技术

在现代工业中，大量的铁磁性金属构件，特别是锅炉压力容器、管道、桥梁、铁路、汽轮机叶片、转子和重要焊接部件等，在使用过程中会不同程度承受疲劳载荷，从而引发疲劳裂纹，出现频率损伤失效。由于疲劳裂纹大多萌生于表面或近表面的微观缺陷所带来的应力集中区域，故有效地实施构件表面及近表面的应力检测，对铁磁性材料构件的安全使用具有非常重要的意义。目前常用是无损检测方法都以裂纹、气孔及夹杂等缺陷为搜索目标。它们对于金属构件的早期损伤，难以实施有效地评价。金属磁记忆检测方法是一种新的无损检测方法，它立足于评价金属微观缺陷处的应力集中程度，而应力集中往往在缺陷产生之前出现，所以这种检测方法的突出优点是具有预报作用。

但是目前金属磁记忆检测信号存在噪声，必须对其信号进行处理，而且靠单一的法向磁场强度有无过零点来判别是否是应力集中区域，容易造成漏诊或误诊。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种利用金属磁记忆检测判别铁磁材料应力集中的方法，该方法能有效判别铁磁材料应力集中情况。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

利用现在广泛采用的金属磁记忆检测装置-应力集中磁检测仪先对被测铁磁材料或进行金属磁记忆检测，在此基础上再进行后续处理，所使用的应力集中磁检测仪至少包括两个扫描通道。具体步骤是：

步骤一，预检准备，清除被检铁磁材料周围的铁磁构件，按应力集中磁检测仪的相关技术文档，对磁测仪器进行标定；

步骤二，同时开启应力集中磁检测仪的至少两个扫描通道，在被检铁磁材料表面沿着某一长度方向测量其法向磁场强度H_y(x)和切向磁场磁场强度H_x(x)，其中x为长度方向坐标值；

步骤三，将采集到得两通道或两通道以上的法向磁场磁场强度H_y(x)进行算术平均，得到H¹_y(x)，将采集到得两通道或两通道以上的切向磁场磁场强度H_x(x)进行算术平均，得到H¹_x(x)；

步骤四，将H¹_y(x)和H¹_x(x)进行平滑数据滤波，实现形式为：H²_y(x)＝Median[H²_y(x)，H²_y(x-1)，H²_y(x-2)]，H²_x(x)＝Median[H²_x(x)，H²_x(x-1)，H²_x(x-2)]，Median为中值函数；

步骤五，将H²_y(x)、H²_x(x)进行小波滤波，得到H³_y(x)、H³_x(x)，其中小波滤波可以是第一代滤波、第二代小波滤波或冗余二代小波滤波；

步骤六，根据小波滤波计算法后的数据计算法向磁场梯度、切向磁场梯度和峰峰值，其中法向磁场梯度为切向磁场梯度为峰峰值为|max[H³(x)]-min[H³(x)]|，其中max[H³(x)]、min[H³(x)]为相邻一对极值。

步骤七，进行应力集中的判别，判别规则为：

(1)若检测区域内同时满足以下条件：法向磁场梯度有极大值、峰峰值大于设定阈值，则该区域是应力集中区域；

(2)若检测区域内同时满足以下条件：切向磁场磁场强度有极大值，峰峰值大于设定阈值，则该区域是应力集中区域；

(3)若检测区域内同时满足以下条件：法向磁场强度有过零点、法向磁场梯度无极大值、峰峰值不大于设定阈值，则该区域不是应力集中区域。

与现有技术相比，本发明方法具有以下优点：

1、克服了现有磁记忆只靠法向磁场强度有无过零点来判别铁磁材料有无应力集中的缺陷，提出新的铁磁材料应力集中检测方法。