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金属磁记忆法及其检测仪器区别于现有磁场无损检测法的主要特征分析 [复制链接]

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离线kelly

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2012-10-31

关键词：标准检测技术仪器无损检测

摘要：与已知磁无损检测方法相比较而言，金属磁记忆方法(MMM)的基本特征。
在已使用的磁泄漏领域(SMLF)的基础上，金属磁记忆法的基本特色是其建基于半磁产品的基础之上，该产品的磁场呈高度混乱的聚集状态。磁场错乱的存在对金属磁记忆法有着深刻的影响，在制造产品的时候，即在该产品内部压力和工作负荷的运行动过程中，上述现象即会发生。在人工磁化建设过程中，无论在什么条件下，获取诸如自我磁场的信息是不可能的。这些资料的形成与获得仅能在极小的自然磁场条件下，比如说地磁场，在受载情况下当变形能量切断外部磁场能量的时候，该种情况即可发生。
考虑磁设备的特点和其独特性，该测量工具在当今世界没有相类似的。金属磁记忆法解决实际无损检测问题的前提条件是：
1. 在生产线中100%质量控制机械产品及金属结构的多样化；
2. 于“结构机械多元化-焊接缺陷-结构性和技术性的应力集中”等复杂因素体系下，焊接接头的质量控制；
3. 关于设备寿命估计和预测的金属疲劳磨损的早期诊断。

介绍：与已知磁无损检测方法相比较而言，迄今为止出现的与金属磁记忆法之新颖性相关的问题与疑问，使得进一步描述金属磁记忆法的主要特征及对其进行适当的检测工具成为必需。
上个世纪七八十年代，应用于金属物理研究所(斯沃达沃斯科)，应用物理研究所(明斯克)，F.菲斯特研究所(德国)等研究中心的工具与方法，其旨在测量预先防止磁化之后的产物的剩余磁性，(并且在许多情况下，在初步消磁后进一步磁化)。用于金属磁记忆方法的天然磁化产品(或磁性金属记忆)，在这里并不作为研究对象，而是将其作为测量的干扰项。
我们在第一次登记专利（金属磁记忆方法）的同时，通过罗斯专利检测证实了这一事实。此外，金属磁记忆方法基本特征在莫塞内格发电厂的管道研究中得到验证。金属物理研究所科学报告(斯沃达沃斯科1988年)和论文1包含了这些基本特征。

结果：金属磁性记忆的概念最初是由作者1994年首次引入。在此之前，它未在技术文献中出现。以下是已知的名词和概念：地球的磁记忆——地球考古研究；磁记忆——在录音中；形状记忆效应——在金属产品中，由于结构与阶段信息倾向于内部压力所致。
根据已被验证的与磁性物理概念相关的程序混乱现象，金属磁记忆法已被引入金属产品的生产，并且关于金属诊断的新方法也发展起来。独特的金属磁记忆方法就是使用基于磁自我泄漏场(SMLF)这一原理、发生于错乱滑动之稳固条状区域、受工作负荷运行之影响而进行工作。之所以发生SMLF，是由于边界形成高密度的混乱(失调墙)。在人工磁化建设过程中，无论在什么条件下，获取诸如自我磁场的信息是不可能的。这些资料的形成与获得仅能在极小的自然磁场条件下，比如说地磁场，当变形能量切断外部磁场能量的时候，该种情况即可发生。在实际工作中，金属磁记忆可被用于设备操作和维修，因为此举可以减轻工作负担。磁性质感，形成于工作负荷运行之中，可以这么说，才行感知由于失去了磁场紊乱的性质失去，因此变得凝滞起来。于是，出现了一个独特的机会来评价该工具实际承受的压力状态，并且我们可以通过阅读这些特殊信息尽早了解金属的最大磨损区。
SMLF发生的物理基础不同于磁泄漏场（MLF），SMLF于人工磁化产品有缺陷时方才发生，因为它采用了著名磁无损检测方法。SMLF发生于金属产品的表面位置以及它的深层。在MMM诞生之前(上世纪90年代)，从没有人进行关于SMLF的调查，更不用说分析其发生的物理基础，因为没有这样的任务！[2，3] 金属记忆法提供了关于SMLF最为详尽的说明。
SMLF也是于新机器制造产品生产之后才被发现的。据了解,在铁磁材料热辐射温度高出居里温度后进一步降温，既使在较弱的地球外部磁场中，其也可被高度磁化，其可仅于高密度磁场下达到正常温度。关于制造天然磁化的机械产品的方式，作为一个规律，通常就是在这样的条件下制造出来。机制产品的真实磁性质感的形成(聚合、锻造、热治疗、焊接)是直接发生在辐射冷却点下的结晶。在此,真正的产品冷却过程中，通常是不统一的，因为金属外层冷却的速度快于内层。他们形成了磁性晶格的和恰当的磁纹理。在缺陷集中最大的区域和结构非均匀的边界（DB）附加点形成以正规SMLF成分的信号转换（Hp=0线）形式的露处部分。据工业研究证实，自然磁化形成了这样一种方式，体现了产品的遗传结构和技术，以及Hp=0线相对应于剩余集中的线路。关于机械产品的质量控制方法，一系列使用MMM的技术已被发现。特殊扫描装置不仅包括已知的通量门、公尺长,而且有传感器、模拟数码Converter(发展局)、处理器和其他设备，开发最早地方登记微米SMLF区域，这些装置给与MMM重点集中区的特色。
在MMM(没有类似物世界)诞生之前，从未使用这种扫描装置。扫描装置和控制方法在俄罗斯、德国和波兰申请了专利。据了解，工具的发展为任何研究的进一步扩大或精确化，即在现有的基础之上，提供了千古难逢的机会，结果，他们在这门或是那支科学和技术上取得巨大的成就. 如果我们能够制造出特殊的工具,特别是使其具有新的品质，此举才能够为实际物理进程提供可靠的变化记录等。允许引入与现行工具完全不同的表现与实践能力的工具，其通常导致我们自然知识的重大领域取得代表性发现并取得重大突破。
这些突破的发生恰好是通过建筑物或产品自身以SMLF形式提供的信息。在没有特殊扫描设备、变压器、程控加工用工具的情况下，仅依靠SMLF根本无法进行有规律的记载。在MMM诞生前，剩余磁化领域的通用产品被视为干扰，所以说，在许多情况下不得不采取措施消除这些被随机磁化的东西。在运转中，在循环载荷和应力作用下的大多数金属建筑表现出了外部磁场H0由于众所周知的磁弹性效应，装备自行磁化的发生，图1显示磁弹性效应行动。各地正在采取措施消除建筑及设备的自我磁化现象，他们通过定期消磁来解决这个问题(造船、电力工程、球压等行业)。经研究这种现象，例如锅炉管等单位业务，作者以消磁为目的首次为此提供技术诊断。
MMM在实际应用及理论方面都发展了20多年了。2004年一月，有30多个指导性文件与监督工程方法经俄罗斯国家工程监督管理委员会同意已在各行业所适用。
关于此的特殊检查工具和适当的工具软件开发已经成功，并已由动力诊断公司全面生产。该工具已经于2000年经过试验国家特别Gosstandard方法的检验，该检验由全俄科研调查机构和国家体育科学中心(VNIIM)——以门捷列夫之名命名，主持。根据测试结果,俄罗斯Gosstandard关于 TSC-1M 型号的(RU.C.37.003.A.No.9192)证书和TSCM-2FM型(RU.C.37.003.A.No.9193)的工具生产已被批准。
俄罗斯和国际培训中心的专家关于金属记忆法一级和二级的资格培训已于1998年启动，该中心在华沙和北京设有分支机构。目前，俄罗斯约有700名专家，中国有100名专家和波兰的20专家在接受培训。关于该方面的培训手册也已经出版。

ΔM 和ΔM —未加载荷及加载之后剩余磁感应量的变化；
—循环载荷改变量；H —外加磁场。
图1. 磁弹性效应原理图
俄罗斯的三个标准已经核准：
1、俄罗斯焊接协会标准Rws004-03“以金属磁记忆方法无破坏的检测设备和建筑的俄焊接接头的标准”
2、52005-2003GOSTR“金属磁记忆方法检测的总体要求”
3、52081-2003GOSTR“金属磁记忆方法检测的术语预定义”该标准包括16项术语和定义，反映了金属次记忆方法不同于已知的NDT法的新颖之处及其特色。

讨论：来自不同行业的俄罗斯和其他国家的专家对下列事项的关注，即不同行业和非破坏性试验(NDT)的全新磁检测方法兴趣的稳定增长。由于金属磁记忆法和相应检测工具在工业中的应用，结果，该现象本来是在自愿的基础上进行，但其却生动地证明了金属磁记忆法的效率。
对这种方法的关注是由那些未解决的问题——产生于实践中的工程质量的监控、工程可靠度的监控以及设备寿命的估测等所引起的。
让我们指出它们的一些要素：
到目前为止，俄罗斯和世界上其他的国家绝大多数的生产车间都因金属构造多样化所导致无法对产品进行百分之百的质量监控措施。正因为如此，关于新产品机械特性的蔓延的问题已达百分之二十或更多，这大大降低了其寿命。
焊接技术已经有百余年的历史了，由于“结构机械多元化-焊接缺陷-结构性和技术性的应力集中”等复杂因素体系下以及无损检测方法使得外现的质量控制到目前都没有出现。现在无损检测法已普遍的适用于检测金属产品的缺点（就是说，从断裂力学的重要观点来看作为一个标准不存在，按科学标准接地的规范的焊接街头可允许的缺陷尺寸），最重要的是焊接接头的残余应力分布怎样决定接头的可靠性好没有检查出来。
现存的问题是，使用传统方法和监控设备估测老龄化设备的寿命的问题依然没有解决，因为他们不怎么适合早期的疲劳性磨损的诊断。
可以确定地说,如果我们有旧设备，即那些我们不可能对之进行100%的金属构造损害的监测和发现其显著的机器损耗，在这种情况下,我们的工作有可能突然陷入失败。

结论：因此，尽管无破坏性检测方法存在于俄罗斯等国已有百年多历史，但关于机械产品质量控制与设备诊断等相关服务上面的诸多问题仍未解决。针对NDT这方面存在的问题，由于日常时间和工业生活的需要，金属磁记忆方法弥补了这方面的空白。
基于其物理本质和它的内容，金属磁记忆方法不仅从本质上创新了非破坏性检测方法，而且由于它将NDT的潜在力量与断裂力学及金属科学结合起来从而开拓了科技疗法的新局面。
从金属磁记忆方法所解决的问题的角度看，该方法与声音排放方法相类似，可被称之为设备疲劳损坏早期诊断法，并且在俄罗斯工程监督管理委员会内设立一个特别咨询委员会来审议该项目也是可行的。考虑到目前可资利用的所有标准技术文件、培训中心（动力诊断公司有独立的职员认证）和认证检查工具,我们可以得出一个这样的结论，即国家工程监督管理委员会体系中的非破坏性检测方法是独立于NDT这一类型的新方法。
参考书：
1. Dubov A.A.. 基于金属磁记忆的锅炉管道的故障诊断. 莫斯科: 动力诊断公司, 1995. 112 .
2. Vlasov V.T., Dubov A.A.以第三次国机会议的铁学报为例的铁磁学领域结构的理论发展 “基于金属磁记忆的设备和结构诊断学”. 莫斯科，2003.2
3. Dubov A.A., Dubov Al.A., Kolokolnikov S.M.金属磁记忆方法和检测设备培训手册. 莫斯科: Tisso Co., 2003. 320 .
4. Dubov A.A..铁磁材料小管服役赖久性定义方法.发明证书1769105. 俄罗斯专利// 发明报告, №38, 1992.