2012年鍋爐檢驗師-渦流檢測應用

1、渦流檢測應用,,,一、 基本試驗技術二、 穿過式三、 放置式探頭四、 非常規(guī)渦流1 多頻技術2 遠場渦流技術,一、 基本試驗技術,ET，了解特點、原理、儀器設備、被檢工件、制定規(guī)程、有效調(diào)節(jié)、正確使用，取得可靠結果。1．試驗規(guī)范2．試驗準備、內(nèi)容 3．試驗條件選擇4．試驗結果與處理 5．對比試件和標準傷,1．試驗規(guī)范,為了有效檢測得到可靠結果，實驗前應根據(jù)檢驗種類、目的和要求就實驗方法、儀器設備、檢測條件

2、及驗收標準等一系列實驗有關的細則做明確規(guī)定a編制依據(jù) ：檢測種類 主要內(nèi)容 方法 目的要求 儀器設備 試驗有關細則制定 檢測條件 規(guī)范

3、 驗收標準,,,,b．通用內(nèi)容 探傷①試驗目的 材質(zhì)鑒別 測厚 名稱②試件 材質(zhì)規(guī)格 數(shù)量③標準 檢驗 儀器④檢測裝置 探頭 附加裝置,,,,f⑤

4、試驗條件 靈敏度 速度 表面狀況 材料⑥標準、對比樣 形狀 尺寸 人工傷類型、種類尺寸、加工方法⑦記錄內(nèi)容、人員、審核,,,2．試驗準備、內(nèi)容,目的1）方法和設備的選擇、考慮因素

5、工作材質(zhì)、規(guī)格、測點、形狀大小 檢測參數(shù)及其大小 試件形狀大小2）探頭選擇、考慮因素 探頭與儀器匹配 適合主檢缺陷

6、 金屬粉3）工件狀況、表面制備 氧化垢 油垢 磁性吸附物,,,,材料、規(guī)格、、熱處理、表面狀況4）對比試樣 人工缺陷 主檢對象 加工方法5）儀器調(diào)節(jié)：正式實驗前預

7、調(diào)，通常實驗條件的選擇在予調(diào)、性能穩(wěn)定后6）附加裝置 自動、傳遞、給電 磁飽和,,,,,3．試驗條件選擇,準備工作完成后，主要為頻率 f/fg(15~50)(淺/深) 滲透深度(超膚效應) (低

8、深/耦合率低) 4~20埋藏 阻抗特性 檢測因素所致阻抗變化最大f 15內(nèi)外兼顧試驗頻率f 與干擾相位差最大 f/fg=5~20(電導率) 速度→高速→新→靈 測直徑變化-較高f 平衡 空載 測

9、厚,,,,,,靈敏度 : （儀表讀數(shù)變化量/被測變化量,主要依賴檢驗 頻率） 一般設在 50%~60% 相位（移相器） 信噪比最大時相位 可降低輸出中抖動噪聲 區(qū)分缺陷種類、位置 濾波 最大信噪比時濾波器的中心頻率和頻寬

10、抑制器—去電噪聲，相位設定和濾波調(diào)節(jié)時置0，上述操作之后進行 附加裝置 磁保和80% :磁飽和時，電流值根據(jù)磁通密度80%以上試 件磁特性影響并對比實驗 報警,,,,,4．試驗結果與處理,試驗條件選擇合適后即可正式檢驗①重復試驗 懷疑 條件改變

11、 剩磁在各續(xù)加工帶來不良者②退磁 磨損部位轉動 影響各讀計量、試驗,,,合、不合、待復檢 標記 正、次、廢品、待復檢 待退磁、已退磁

12、 名稱、日期、規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量③標準與記錄 儀器-探頭 記錄 實驗條件 標準 結果 簽字,,,,5．對比試

13、件和標準傷,①不能對試件自然傷的深度，作直接定性定量，是相對法。 目的要求②依據(jù) 材料 制定對比件 相應標準規(guī)范,,,,內(nèi)外 靈敏度 直徑 應力

14、 減?、?性能校準傷 設備性能 分辨力 人工標準傷 末端長度 調(diào)節(jié)和檢查設備 驗收,,,,,,形狀 人工缺陷 易做

15、 與主檢部位相似 不變型、應力、物理性能 V槽形狀 瓦狀 平底孔 自然傷,,,④加工與測量,材質(zhì)成份，熱處理狀態(tài)相同a．選材 尺寸、規(guī)格、類型一致 加工、程序、表面與試件相同 成型、彎曲及機加工引起殘余應力相近 顯然，理

16、想是同一批選取，先肉眼或其它NDT確認無自然缺陷，再試驗確認，避免選用磁化未退磁件。,,,變形 機械 材質(zhì)變化b.加工方法 化學 不允許 殘余應力 電火花 加熱 金屬粉嵌入,,,,二、 穿

17、過式,1、穿過式線圈2．穿過式線圈應用,1、穿過式線圈,①線圈長度越大→靈敏度越高→分辨力↓ 截面尺寸：考慮（分辨力、信號幅度）選擇線圈長度和厚度，等于缺陷深度1 →線圈（長、厚）→近似等于壁厚 差動式間距近似缺陷深度或管厚度 ②間隙 盡量小 內(nèi)穿式，間隙1/2T 保證傳 動,,,,2．穿過式線圈應用,1）管子在線、離線探傷

18、 化學成份材料 物理性能 應為連續(xù)單純均勻，

19、 許可形狀 否則缺陷斷,,,a．產(chǎn)生過程及缺陷形成（例金屬管道在離線檢驗） 無縫管為圓棒-管→穿孔機擠壓機成毛管→軋管機壓延→成形（小管還需反復冷軋→退火） 夾渣、冶煉爐渣、 折疊→軋制常見缺陷 結疤（條塊狀表面附著） 直道（內(nèi)外表面縱向凸凹）

20、 裂紋→材質(zhì)不良，加熱不當、應力、熱處理、皮下氣泡 分層焊管：夾渣、裂紋、氣孔、未熔、形狀缺陷,,b．設備探頭選擇： 盡量多通道多頻、給出多信息 外 內(nèi) 自動、新舊管 探頭 組合、旋轉-大直徑

21、 焊管，扇型盡量使檢測范圍內(nèi)高的渦流密度，且使電流垂直缺陷，（因檢出性決定于缺陷對渦流的阻抗程度）注意電纜諧振（工作頻率高于100MHZ，或長電纜大于30m）磁飽和，（鐵磁性材料檢測應附加，通常用直流電磁飽和，不宜過強否則推進困難），通常80%直流磁飽和80%,,,,c．設定和調(diào)節(jié)儀器 機械傳動、報警 f一般為唯一可變的參數(shù)

22、 直徑變化宜用高f→提高靈敏度 檢測對象給定后 缺陷-?/?差 速度快-f↑,,,,d．f90①缺陷信號與其它足夠的相位差；②內(nèi)外壁缺陷區(qū)分相位差大實踐證明，選擇f使填充因素變化（或內(nèi)缺陷信號）和外壁缺陷信號之間產(chǎn)生90?相移，對內(nèi)外壁均有較高靈敏度 。 f90經(jīng)驗公式：根據(jù)管子厚和趨膚深度一定比例而得 一般選f90=3ρ/t2

23、 ρ---μΩcm t----mm t/?=1.1 一般選，t壁厚，mm ；?趨膚深mm,,2）棒絲材探傷 ①棒材 坯材軋制成 坯缺陷a． 軋缺陷 ②棒材 渦流分布與管材不同，δ更小，故選f較管低。 磁飽和更難。 端頭效應取決 于直徑和速度

24、 絲材，直徑小，缺陷統(tǒng)計 缺陷數(shù)/mb． 缺陷長/10米，100米 直徑小，高頻率，數(shù)十兆，上百兆 外穿式,,,,,,3）在役管道探傷 應力裂紋窄深--環(huán)境、應力、材質(zhì) 裂紋 疲勞裂紋，冷熱交變a．常見缺陷

25、 腐蝕→磨損腐蝕b．設備探頭 雙、多f→P131 由內(nèi)過式,,,,三、 放置式探頭,葉片、中心孔、螺孔、板材 渦流及磁通正比于到線圈中心的距離，中心為零，檢不出1．特性 探頭（電感）阻抗與儀器、電流、阻抗匹配 敏感區(qū)Deff=Dc+4?，加鐵氧環(huán)可使集中 表面缺陷 2．用途 厚度

26、測量 材料鑒定,,,,3．影響缺陷檢測靈敏度因素(主要是頻率和直徑，直徑大深度大 ) f ? 阻抗/相位 提離→磁通?小，D小=?小快→靈下降快 響應 深度的增加,靈敏度下降(主要決定于探頭尺寸而非趨膚衰減 )缺陷埋藏深度 表面探頭局限于厚度小工件5mm（大多數(shù)缺陷長比工件厚小，而一定長缺陷檢測靈敏度隨探頭直徑增大而減低)

27、 磁通密度減小,→靈敏度下降(趨膚效應) 渦流變化局限于磁場變化區(qū)缺陷長度 區(qū)域的大小是線圈尺寸和幾何形狀的函數(shù) 放置式探頭靈敏度，反比于線圈直徑，故直徑要小于檢測管探頭敏感區(qū)——有效直徑deff=DC+4?,,,,,,4．應用例飛機音樂缺陷孔葉片大軸,,四、 非常規(guī)渦流,,1 多頻技術,1．阻抗

28、分析法（相位分析法）——單頻技術僅此鑒別兩個參數(shù)（抑制一個）2．多頻——同時用幾個f激勵探頭——更多信息香農(nóng)哈特萊C=Wlog2（1+S/N )C—信號量，N—信噪比，W—頻寬3．多頻渦流化及其應用 缺陷信號與干擾對探頭反應是獨立的，共同作用時，為矢量是迭加，通過改變f，改變渦流大小分布，使同缺陷或干擾在不同f下對渦流不同反應，矢量跌加消除干擾。 多頻技術就是用幾個不同f同時激勵，不同f對不同參數(shù)

29、變化,拾取信號，處理，提取所需信號。,,2、 遠場渦流技術,1．是一種能穿透金屬管壁的低頻渦流技術，探頭為內(nèi)通過式，由激勵線圈和檢測線圈組成,兩者兩距約2倍管內(nèi)徑，低頻激勵，拾取二次穿過管壁的渦流信號。 遠場區(qū)——相位改變幅值變化趨緩區(qū)2．過渡區(qū)——近遠間相位較大改變區(qū) 近場區(qū)——近激勵區(qū)，幅值下降劇烈,,,3．磁通分配 90%束縛在激勵處 9%一倍區(qū)

30、 1%遠處磁場 0.1%對遠場渦流反應—弱場效應,,,3．檢測線圈電壓特點 近區(qū)電壓↑①f↑(f=10-160HZ) 遠區(qū)↓ 相位↑ 過渡區(qū)多離激勵②內(nèi)徑增加（壁厚不變） 感應電壓↓

31、 相位不變,,,,近區(qū)電壓變小 遠區(qū)衰減大③壁厚增加 相位滯后增大 過渡區(qū)移離激勵④缺陷——內(nèi)外壁等同⑤速度 在10m/s下磁場畸變不明顯 >50m/s畸變大，響應曲線變,,,長，難彎頭5．遠場探頭 幅值低，提離難