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常规无损检测方法——涡流检测
来源: | 作者:hongyikeji | 发布时间: 2023-04-28 | 578 次浏览 | 分享到:
涡流检测(Eddy Current Testing)是无损检测(NDT)方法之一,它应用“电磁学”基本理论作为导体检测的基础。

涡流检测Eddy Current Testing (缩写 ET)

涡流检测是建立在电磁感应原理基础之上的一种无损检测方法,它适用于导电材料,如果我们把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在,即产生涡流,由于导体自身各种因素(如电导率、磁导率、形状、尺寸和缺陷等)的变化会导致感应电流的变化,利用这种现象而判知导体性质、状态的检测方法,叫做涡流检测方法。

在涡流探伤中,是靠检测线圈来建立交变磁场;把能量传递给被检导体;同时又通过涡流所建立的交变磁场来获得被检测导体中的质量信息。所以说,检测线圈是一种换能器。检测线圈的形状、尺寸和技术参数对于最终检测是至关重要的。在涡流探伤中,往往是根据被检测的形状,尺寸、材质和质量要求(检测标准)等来选定检测线圈的种类。

常用的检测线圈有三类:

1. 穿过式线圈; 穿过式线圈是将被检测试样放在线圈内进行检测的线圈,适用于管、棒、线材的探伤。由于线圈产生的磁场首先作用在试样外壁,因此检出外壁缺陷的效果较好,内壁缺陷的检测是利用的渗透来进行的。一般来说,内壁缺陷检测灵敏度比外壁低。厚壁管材的缺陷是不能使用外穿式线圈来检测来的。

2. 内插式线圈; 内插式线圈是放在管子内部进行检测的线圈,专用来检查厚壁或钻孔内壁的缺陷,也用来检查成套设备中管子的质量,如热交换器管的在役检验。

3. 探头式线圈; 探头式线圈是放置在试样表面上进行检测的线圈,它不仅适用于形状简单的板材、板坯、方坯、圆坯、棒材及大直径管材的表面扫描探伤,也适用于形状较复杂的机械零件的检查。与穿过式线圈相比,由于探头式线圈的体积小、场作用范围小,所以适于检出尺寸较小的表面缺陷。

涡流检测的优点

1. 对于金属管、棒、线材的检测,不需要接触,也不需要耦合介质,所以检测速度高,易于实现自动化检测,特别适合在线普检。

2. 对于表面缺陷的探测灵敏度很高,且在一定范围内有良好的线性指示,可对大小不同缺陷进行评价,所以可用作质量管理与控制。

3. 影响涡流的因素很多,如裂纹、材质、尺寸、形状及电导率和磁导率等。采用特定的电路进行处理,可筛选出某一因素而抑制其他因素,由此有可能对上述某一单独影响因素进行有效的检测。

4. 由于检查时不需要工件又不用耦合介质,所以可进行高温下的检测。由于探头可伸入到远处作业,所以可对工件的狭窄区域及深孔壁等进行检测。

5. 由于是采用电信号显示,所以可存储、再现及进行数据比较和处理。

(二)涡流检测的缺点:

1. 涡流探伤的对象必须是导电材料,且由于电磁感应的原因,只适用于检测表面缺陷,不适用于检测金属材料深层的内部缺陷。

2. 金属表面感应的涡流的渗透深度随频率而异,激励频率高时金属表面涡流密度大,随着激励频率的降低,涡流渗透深度增加,但表面密度下降,所以探伤深度与表面伤检测灵敏度是相互矛盾的,很难两全。当对一材料进行涡流探伤时,须要根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑,然后再确定检测方案与技术参数。

3. 采用穿过式线圈进行涡流探伤时,线圈覆盖的是管、棒或线材上一段长度的圆周,获得的信息是整个圆环上影响因素的累积,对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。

4. 旋转探头式涡流探伤方法可准确探出缺陷位置,灵敏度和分辨率也很高,但检测区域狭小,在检测材料需作全面扫查时,检验速度较慢。