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渦流探傷儀原理和檢測難點

2021-07-09     來源:南京博克納    關鍵詞:渦流探傷儀原理和檢測難點     瀏覽量:125

  渦流探傷原理是用激磁線圈使導電構件內產生渦電流,借助探測線圈測定渦電流的變化量,從而獲得構件缺陷的有關信息。按探測線圈的形狀不同,可分為穿過式(用于線材、棒材和管材的檢測)、探頭式(用于構件表面的局部檢測)和插入式(用于管孔的內部檢測)三種。目前有實力的銅管企業用的比較多的是德國FOERSTER渦流檢測探傷儀,該探傷儀采用穿過式+旋轉式三通道檢測。激勵線圈,采用高頻振蕩電流,產生振蕩磁場,振蕩磁場使金屬試樣產生渦流。渦流的作用是產生反磁場,使L2產生電流,L2是由正向繞阻和反向繞阻組成的線圈,如果材料比較均勻,正反繞阻產生的電流互相抵消。如果材料上有缺陷,先檢測到的繞阻與其反繞阻就存在電勢差,在L2上,就會有電壓顯示。如果材料上有一縱向長缺陷,缺陷的變化均勻,大小一致,那么,L2繞阻上電勢差就會較小或沒有電勢差,所以難以檢測到縱向長缺陷。穿過式線圈只能夠檢測到裂紋、夾渣、氣孔、凹坑、碰扁等點狀缺陷或橫向缺陷,能夠較好控制產品的泄漏,代替水壓試驗檢漏。但對于縱向長缺陷則難以發現,所以在用戶使用中有可能出現擴口裂、脹管裂等現象。

  當材料上有缺陷時,前面的線圈首先檢測到缺陷,線圈L2就有電勢差,能清晰的檢測到缺陷。如上圖所示。但是目前旋轉頭的轉速高只有18000r/min,安裝雙通道的探傷儀,探頭軌道寬度為5rain,兩個探頭的寬度10ITln],所以要達到100%探傷材料的運行速度高不能超過180m/min。但是目前大多數公司現有的精整機的運行速度為350~400m/min,沒有一臺機器的速度小于300m/min。所以旋轉頭在高速運行探傷時,探頭掃描的覆蓋率只有43%左右,對長度低于10Irlin的缺陷,會產生明顯的漏檢。另外一個因素是旋轉頭的檢測靈敏度如果提的太高,會檢測出較多的不影響使用缺陷,引起傷點過多使產品報廢。為防止發現缺陷的數量太多,增加了一個短缺陷抑制功能,不達到一定長度的缺陷不產生報警。所以單獨的旋轉頭探傷方法只能控制一定長度以上的長條形缺陷,對于橫向缺陷和短缺陷不能檢測出來。為了克服旋轉式探傷的缺點和穿過式探傷方法的不足,大多數公司引進了穿過式+旋轉式渦流探傷方法。

  檢測的難點

  現在所使用的旋轉校準人工傷,也可稱作標準樣管,一般用微型鋸制作,現在精度高的用電火花刻傷機制作。現場用的校準人工傷是20nlna×0.1m//1×0.06mm(長×寬×深)的刻槽,對于校準人工傷,探傷儀有足夠的靈敏度余量,但是在實際生產過程中發現部分線性鋸齒傷,探傷儀沒有探測出來的情況,即使是有的鋸齒傷深度達到或者超過了標準樣管。標準樣管是模擬的橫向裂紋、劃傷等自然缺陷,探傷儀對這樣的缺陷靈敏度比較高,這是因為銅管表面感應的渦流畸變量較大,反應到測量線圈上表現的缺陷信號幅度比較大,因此這樣的缺陷比較容易探測出來。而鋸齒傷的形成有一點特殊,在成型加工前,它的形狀和標準樣管的缺陷有點類似,從原理上講,這樣的缺陷探傷儀也有足夠的靈敏度和信噪比把它探測出來。但經過成型旋壓后,原來的缺陷空隙被碾平,這樣感應的渦流畸變量就大大減弱了,相應的缺陷信號就比較弱,若本身的缺陷深度和寬度又比較小,那么從測量線圈檢測的信號就十分弱,甚至淹沒在噪聲信號之中,很難提取出來,造成探傷儀漏檢。所以對比較細小的鋸齒傷,對旋轉探傷仍然是一種挑戰。

  解決方案

  對于目前出現漏檢的鋸齒傷,可分兩種考慮,第一種情況是,旋轉探傷有缺陷信號,但是未能達到報警電平;第二種情況是旋轉探傷無明顯信號,從曲線上很難判斷銅管本身有缺陷。第一種情況的解決方案目前有2種:第一,提高靈敏度或者降低報警電平。這種方法好處是把一些臨近報警電平的有缺陷的銅管檢測出來,對檢測鋸齒傷有些幫助,但是靈敏度畢竟不能無限制的提高,提的太高,隨之而來的是噪音信號也跟著急劇增加,對產品的成材率影響非常大,有些得不償失。同樣的道理,降低報警電平效果也是一樣的。只能利用試驗和經驗來設置一個合適的靈敏度和報警電平,使之盡可能的在探出缺陷的同時兼顧成品率。事實上現在所設置的靈敏度已經不低了,所以單獨靠用這一種方法不能完全解決問題;第二種方法是利用探傷曲線評價,一線操作工人現場操作,發現探傷曲線異常,及時檢查確認銅管表面質量。另一方面,探傷工程師及巡檢人員在線監控探傷曲線,及時記錄,發現曲線異常及時與現場溝通,確認銅管表面質量。目前,這項工作已在進行中,收到了不錯的效果。第二種情況的解決方案比較棘手,出現這種情況,往往線性鋸齒傷深度淺,寬度小,即使是旋轉探傷也不是很敏感,探傷曲線沒有明顯的異常,目前的解決方案是一線工人加強檢查,做到每盤必檢;另外一方面,技術人員加強抽查力度。

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