西安不銹鋼管渦流探傷檢測標準

西安不銹鋼管渦流探傷概述

渦流探傷是由交流電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)作用于待探傷的導電材料，感應出電渦流。如果材料中有缺陷，它將干擾所產(chǎn)生的電渦流，即形成干擾信號。用渦流探傷儀檢測出其干擾信號，就可知道缺陷的狀況。渦流的因素很多，即是說(shuō)渦流中載有豐富的信號，這些信號與材料的很多因素有關(guān)，如何將其中有用的信號從諸多的信號中一一分離出來(lái)，是目前渦流研究工作者的難題，多年來(lái)已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，在一定條件下可解決一些問(wèn)題，但還遠不能滿(mǎn)足現場(chǎng)的要求，有待于大力發(fā)展。

檢測缺陷，這個(gè)就是探傷的終始目的。不過(guò)渦流探傷對導電材料作用較顯著(zhù)，對鐵磁材料的效果就比較差。另外，工件表面的光潔度、平整度等對渦流探傷都有較大影響，所以有其一定的缺陷性。

西安不銹鋼管渦流探傷工作原理

渦流探傷檢測適用于導電材料探傷，常見(jiàn)的金屬材料可分為兩大類(lèi)：非鐵磁性材料和鐵磁性材料。后者為銅、鋁、鈦及其合金和奧氏體不銹鋼;前者為鋼、鐵及其合金。它們的本質(zhì)差別是材質(zhì)磁導率μ約為1或遠大于1 。在發(fā)電廠(chǎng)，除復水器等少量管道使用銅、鈦、奧氏體不銹鋼非鐵磁性材料外，大量管道都采用鋼管等鐵磁性材料，典型的應用有省煤器、水冷壁等。

常規渦流探傷應用于非鐵磁性管子，已是非常成熟的技術(shù)，它不單能探測出缺陷，并可以利用阻抗平面技術(shù)分析出缺陷所在的位置與深度。然而，將它簡(jiǎn)單地應用于鐵磁性材料的鋼管，卻得不到預期的結果，其原因何在?這是由于鐵磁性材料μ>>1，根據渦流標準滲透公式：

δ=503.3/√fμrσ

可知在這種情況下，渦流探傷只能集中在表面，無(wú)法滲透到材料的內部。除此以外，鐵磁性材料的磁疇結構，將對渦流檢測信號產(chǎn)生極大的干擾，足以把缺陷信號完全淹沒(méi)，而無(wú)法得到有用的信息。

克服鐵磁性金屬磁導率對探傷影響的方法有兩種：其一，采用遠場(chǎng)渦流檢測方法;其二，對鋼管進(jìn)行飽和磁化后再探傷。前一種方法需要更新儀器，后一種方法只需在原有常規儀器的基礎上增加磁飽和裝置即可對鋼管等進(jìn)行探傷，具有投資少的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)磁飽和處理后的鐵磁性材料可以以非鐵磁材料對待。

通常鋼管渦流探傷采用通過(guò)式磁飽和器。它是由通有直流電的線(xiàn)圈來(lái)產(chǎn)生穩恒強磁場(chǎng)，并借助于導套等高導磁部件將磁場(chǎng)疏導到被檢測鋼管的探傷部位，使之達到磁飽和狀態(tài)。為了充分利用線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)，裝置一般都有由鐵磁性材料(如純鐵)制作的外殼。由于純鐵的μ值很大，磁阻很小，泄漏在空間中的磁力線(xiàn)會(huì )被鐵殼收集，也被疏導到鋼管的檢測部位。

由于強大的磁化電流通過(guò)磁飽和器線(xiàn)圈，會(huì )使線(xiàn)圈發(fā)熱，因此要有良好導熱措施，以防線(xiàn)圈燒毀。

磁飽和裝置除了用來(lái)產(chǎn)生強大的直流磁場(chǎng)外，檢測線(xiàn)圈也常常用它來(lái)夾持，所以磁飽和裝置的結構與檢測線(xiàn)圈的外形有著(zhù)密切關(guān)系。在穿過(guò)式渦流探傷中，磁飽和裝置中的導套與檢測線(xiàn)圈必須保持同心，否則會(huì )造成較大的周向靈敏度差，導致漏檢和誤檢。

渦流探傷方法應使檢測線(xiàn)圈附近的磁通密度達到使鋼管飽和磁化所需磁通密度的80%以上。為此，探傷前應根據鋼管的材質(zhì)和規格選擇磁化電流。磁化電流的選擇通常也是在通過(guò)對比試樣的狀態(tài)下進(jìn)行。從理論上講，選擇前應首先計算出所檢測鋼管達到飽和磁化所需的磁通密度，然后按上述要求調整磁化電流，此種方法要進(jìn)行繁瑣的計算。在實(shí)際操作中，可采用簡(jiǎn)便的調整方法，即在往返通過(guò)對比試樣中，隨著(zhù)逐步增大磁化電流的同時(shí)，觀(guān)察儀器顯示的噪聲信號和人工缺陷信號的變化。當噪聲信號*小，人工缺陷信號*大時(shí)，磁化電流即為基本合適。按一般規律，口徑越大，壁厚越厚，材料磁特性越軟，所需磁化電流就越大，反之則越小

Nortec 500系列，為Olympus NDT*新的渦流探傷儀，集合了**的特性，內部平衡線(xiàn)圈，VGA輸出接口(用于眼鏡顯示器，監視器，和投影儀)，和一個(gè)USB接口用于快速數據傳輸，Nortec 500也包含了PowerLink功能，可進(jìn)行自動(dòng)探頭識別和程序設定。

西安不銹鋼管渦流探傷的特點(diǎn)

渦流探傷的顯著(zhù)特點(diǎn)是對導電材料就能起作用，而不一定是鐵磁材料，但對鐵磁材料的效果較差。其次，待探工件表面的光潔度、平整度、邊介等對渦流探傷都有較大影響，因此常將渦流探傷用于形狀較規則、表面較光潔的銅管等非鐵磁性工件探傷。

西安不銹鋼管渦流探傷與超聲波探傷的區別

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波來(lái)，在熒光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。

渦流檢測就是運用電磁感應原理，將正弦波電流激勵探頭線(xiàn)圈，當探頭接近金屬表面時(shí)，線(xiàn)圈周?chē)慕蛔兇艌?chǎng)在金屬表面產(chǎn)生感應電流。對于平板金屬，感應電流的流向是以線(xiàn)圈同心的圓形，形似旋渦，稱(chēng)為渦流。同時(shí)渦流也產(chǎn)生相同頻率的磁場(chǎng)，其方向與線(xiàn)圈磁場(chǎng)方向相反。

渦流通道的損耗電阻，以及渦流產(chǎn)生的反磁通，又反射到探頭線(xiàn)圈，改變了線(xiàn)圈的電流大小及相位，即改變了線(xiàn)圈的阻抗。因此，探頭在金屬表面移動(dòng)，遇到缺陷或材質(zhì)、尺寸等變化時(shí)，使得渦流磁場(chǎng)對線(xiàn)圈的反作用不同，引起線(xiàn)圈阻抗變化，通過(guò)渦流檢測儀器測量出這種變化量就能鑒別金屬表面有無(wú)缺陷或其它物理性質(zhì)變化。

影響渦流場(chǎng)的因素有很多，諸如探頭線(xiàn)圈與被測材料的耦合程度，材料的形狀和尺寸、電導率、導磁率、以及缺陷等等。因此，利用渦流原理可以解決金屬材料探傷、測厚、分選等問(wèn)題。

西安不銹鋼管渦流探傷技術(shù)的新應用

渦流檢測作為五大常規無(wú)損檢測方法之一，在鋼鐵行業(yè)中應用非常廣泛，包括金屬棒、線(xiàn)材探傷、結構件疲勞裂紋探傷、材料成分及雜質(zhì)含量的鑒別、熱處理狀態(tài)的鑒別、混料分選、測量金屬薄板的厚度等諸多方面。近年來(lái)，隨著(zhù)對渦流檢測技術(shù)認識的深入以及計算機、儀器儀表和數字信號處理技術(shù)的發(fā)展，渦流無(wú)損檢測技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中的應用取得了一定突破，對于某些以往認為是檢測極限或“不可能”的難題，找到了解決的辦法或思路。例如，目前有人提出了1100℃以上高溫連鑄板坯表面缺陷模擬在線(xiàn)檢測，將傳統的渦流檢測對象的溫度提高了幾百度，而瑞典一家公研制出了檢測1000℃高溫鋼和其他金屬板材、坯材的渦流檢測設備。此外，渦流檢測的應用還延伸到了不銹鋼毛細管、直徑小于1mm的絲材及結晶器液位檢測等方面。

渦流檢測是利用電磁感應原理，通過(guò)測定被檢工件內感生渦流的變化來(lái)無(wú)損地評定導電材料及其工件的某些性能，或發(fā)現缺陷的無(wú)損檢測方法。當線(xiàn)圈流過(guò)高頻交變電流時(shí)會(huì )在其中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，如果該磁場(chǎng)靠近金屬工件表面，則在工件中能感應出電流，簡(jiǎn)稱(chēng)渦流。渦流的大小與金屬材料的導電性、導磁性、幾何尺寸及其中的缺陷形態(tài)有關(guān)。渦流本身也會(huì )產(chǎn)生磁場(chǎng)，其強度取決于渦流的大小，其方向與線(xiàn)圈電流磁場(chǎng)相反，它與線(xiàn)圈磁場(chǎng)疊加后形成線(xiàn)圈的交流阻抗。渦流磁場(chǎng)變化會(huì )引起線(xiàn)圈阻抗的變化，測量出該阻抗變化的幅值與相位即能間接地測量出工件表面與近表面材質(zhì)異常或缺陷尺寸

1、渦流檢測高溫制品的局限性主要在于探頭所能承受的溫度，傳統的渦流檢測技術(shù)在高溫條件下檢測溫度可達550℃，如果采用水冷探頭檢測，溫度還可以提高。賈慧明等采用特殊材料研制的高溫渦流探頭，借助風(fēng)冷與水冷相結合的辦法，使傳感器內部溫度始終保持在40℃以下，能夠長(cháng)時(shí)間承受強烈的高溫輻射。試驗表明，利用該高溫探頭能夠對1100℃以上鑄坯在線(xiàn)檢測出深度為1.5mm，寬度為0.3mm，長(cháng)為10mm的表面缺陷。該技術(shù)能夠有效抑制鑄坯表面振動(dòng)斑痕所產(chǎn)生的噪聲影響，并借助計算機信號處理技術(shù)，實(shí)現對熱態(tài)鑄坯表面缺陷的定位、定量分析和打印記錄，為實(shí)現對連鑄坯在線(xiàn)無(wú)損檢測提供了技術(shù)依據。

又據資料介紹，瑞典一家公司根據渦流技術(shù)，設計制造一種能檢查1000℃左右的鋼和其他金屬板材和坯材表面缺陷的設備。該設備可以保證鋼材表面的兩個(gè)幾乎垂直的方向都掃描到。利用計算機所組成的分析儀，把輸入的信號分為嚴重缺陷、無(wú)害缺陷和未認清三種主要類(lèi)別，并能夠找出任何缺陷的位置。該裝置能夠**測定毛坯表面上0.5mm深的刻痕位置。

2、對極其細小管徑如不銹鋼毛細管離線(xiàn)或在線(xiàn)無(wú)損探傷，采用電磁渦流檢測方法雖然可行，但必須配置特種探頭才能達到滿(mǎn)意效果。因毛細管極其細小的管徑，目前的工藝水平尚無(wú)法制作內穿探頭，也無(wú)法使用點(diǎn)式探頭進(jìn)行檢測，只能通過(guò)外穿過(guò)式探頭進(jìn)行檢測。西安交通大學(xué)與愛(ài)德森(廈門(mén))電子有限公司聯(lián)合研制的差動(dòng)式外穿探頭，在對線(xiàn)圈的寬度、厚度、兩線(xiàn)圈之間的跨度、探頭和毛細管之間的間隙、線(xiàn)徑等多方面進(jìn)行計算及優(yōu)選后，配置了特制的上等外穿式特種探頭，在檢測頻率為666kHz時(shí)，對Φ1mm及Φ0.45mm的不銹鋼毛細管進(jìn)行檢測，均獲得了較好的效果。

3、鋼絲在線(xiàn)檢測一般使用兩種方法：一種是旋轉探測式，即渦流探測器繞鋼絲高速旋轉。這種方法主要用來(lái)檢測沿鋼絲縱向延伸的裂紋、刮傷和拉絲劃痕。相對于鋼絲的運動(dòng)，探測器的軌跡這螺旋狀。使用多個(gè)探測器并列高速旋轉，可以達到100%的檢查，但其表面探傷的靈敏度有限。在探測器和鋼絲之間不易保持恒定的間距，間隙增加時(shí)靈敏度減少，如果鋼絲偏心，間隙就會(huì )變化。采用高速處理器可以自動(dòng)感知間隙，并不斷地進(jìn)行補償，使系統的靈敏度得到提高。另一種是環(huán)繞線(xiàn)圈式。鋼絲從環(huán)形線(xiàn)圈中穿過(guò)，換能器有效地檢查渦流在一個(gè)剖面的分布，并與前一個(gè)剖面對比，適合檢測點(diǎn)狀缺陷和圓周方向的裂紋，對于橫裂紋、V型裂紋、夾雜物、凹坑和折疊有很高的靈敏度。檢測速度快，檢測直徑范圍大。

環(huán)繞線(xiàn)圈式的驅動(dòng)電流比旋轉探測式高，有更好的深度穿透性。系統穩定性好，不受溫度變化和其他因素的影響。當磁鐵材料在居里點(diǎn)800℃以下時(shí)，磁飽和后會(huì )使信號受到抑制，但可以通過(guò)調節磁場(chǎng)強度避免磁飽和，提高靈敏感。目前大都使用環(huán)繞線(xiàn)圈式，也可以將上述兩種方法結合使用。渦流技術(shù)在拉絲、油回火生產(chǎn)線(xiàn)、冷鐓鋼或彈簧鋼絲生產(chǎn)中得到了很好的應用。水冷環(huán)繞線(xiàn)圈對溫度超過(guò)1100℃的盤(pán)條進(jìn)行檢測，其檢測速度超過(guò)500km/h。

4、結晶器液位的**檢測是連鑄生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現液位自動(dòng)控制的關(guān)鍵。渦流式鋼水液位計具有反應速度快、測量精度高、不需特殊**防護、安裝維護方便等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用化進(jìn)展很快。宋東飛介紹了攀鋼改造采用國內生產(chǎn)的RAM系列渦流型鋼水液位控制儀的情況。該測量系統采用渦流式傳感器測量鋼水液位，由振蕩器產(chǎn)生的50kHz高頻信號供給傳感器的初級線(xiàn)圈(激勵線(xiàn)圈)，由于受鋼水內渦流電流的影響，由初級線(xiàn)圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)隨液位高度變化。在次級線(xiàn)圈(測量線(xiàn)圈)內將產(chǎn)生與通過(guò)線(xiàn)圈磁場(chǎng)的強度成正比例變化的電壓VγV2，從而差動(dòng)電壓(V1-V2)隨液位高度變化。通過(guò)對V1-V2進(jìn)行放大、相位、頻率、振幅分析及線(xiàn)性化，送給16位的高性能單片機80C196KC處理，即得于液位高度測量信號，經(jīng)控制儀轉換成4～20mA信號送到結晶器液位控制系統PLC。該控制儀測量范圍為0～150mm，分辯力為0.1mm。運行表明，該液位控制系統性能穩定可靠，使用精度達±3mm，不但減少了鑄坯表面裂紋，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，而且經(jīng)濟效益顯著(zhù)。