2012年鍋爐檢驗(yàn)師-渦流檢測應(yīng)用

1、渦流檢測應(yīng)用,,,一、 基本試驗(yàn)技術(shù)二、 穿過式三、 放置式探頭四、 非常規(guī)渦流1 多頻技術(shù)2 遠(yuǎn)場渦流技術(shù),一、 基本試驗(yàn)技術(shù),ET，了解特點(diǎn)、原理、儀器設(shè)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(jié)果。1．試驗(yàn)規(guī)范2．試驗(yàn)準(zhǔn)備、內(nèi)容 3．試驗(yàn)條件選擇4．試驗(yàn)結(jié)果與處理 5．對(duì)比試件和標(biāo)準(zhǔn)傷,1．試驗(yàn)規(guī)范,為了有效檢測得到可靠結(jié)果，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)檢驗(yàn)種類、目的和要求就實(shí)驗(yàn)方法、儀器設(shè)備、檢測條件

2、及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等一系列實(shí)驗(yàn)有關(guān)的細(xì)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(shè)備 試驗(yàn)有關(guān)細(xì)則制定 檢測條件 規(guī)范

3、 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),,,,b．通用內(nèi)容 探傷①試驗(yàn)?zāi)康?材質(zhì)鑒別 測厚 名稱②試件 材質(zhì)規(guī)格 數(shù)量③標(biāo)準(zhǔn) 檢驗(yàn) 儀器④檢測裝置 探頭 附加裝置,,,,f⑤

4、試驗(yàn)條件 靈敏度 速度 表面狀況 材料⑥標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)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(yàn)準(zhǔn)備、內(nèi)容,目的1）方法和設(shè)備的選擇、考慮因素

5、工作材質(zhì)、規(guī)格、測點(diǎn)、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(duì)比試樣 人工缺陷 主檢對(duì)象 加工方法5）儀器調(diào)節(jié)：正式實(shí)驗(yàn)前預(yù)

7、調(diào)，通常實(shí)驗(yàn)條件的選擇在予調(diào)、性能穩(wěn)定后6）附加裝置 自動(dòng)、傳遞、給電 磁飽和,,,,,3．試驗(yàn)條件選擇,準(zhǔn)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(yīng)) (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(yàn)頻率f 與干擾相位差最大 f/fg=5~20(電導(dǎo)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(yàn) 頻率） 一般設(shè)在 50%~60% 相位（移相器） 信噪比最大時(shí)相位 可降低輸出中抖動(dòng)噪聲 區(qū)分缺陷種類、位置 濾波 最大信噪比時(shí)濾波器的中心頻率和頻寬

10、抑制器—去電噪聲，相位設(shè)定和濾波調(diào)節(jié)時(shí)置0，上述操作之后進(jìn)行 附加裝置 磁保和80% :磁飽和時(shí)，電流值根據(jù)磁通密度80%以上試 件磁特性影響并對(duì)比實(shí)驗(yàn) 報(bào)警,,,,,4．試驗(yàn)結(jié)果與處理,試驗(yàn)條件選擇合適后即可正式檢驗(yàn)①重復(fù)試驗(yàn) 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(zhuǎn)動(dòng) 影響各讀計(jì)量、試驗(yàn),,,合、不合、待復(fù)檢 標(biāo)記 正、次、廢品、待復(fù)檢 待退磁、已退磁

12、 名稱、日期、規(guī)格、材質(zhì)、數(shù)量③標(biāo)準(zhǔn)與記錄 儀器-探頭 記錄 實(shí)驗(yàn)條件 標(biāo)準(zhǔn) 結(jié)果 簽字,,,,5．對(duì)比試

13、件和標(biāo)準(zhǔn)傷,①不能對(duì)試件自然傷的深度，作直接定性定量，是相對(duì)法。 目的要求②依據(jù) 材料 制定對(duì)比件 相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,,,,內(nèi)外 靈敏度 直徑 應(yīng)力

14、 減?、?性能校準(zhǔn)傷 設(shè)備性能 分辨力 人工標(biāo)準(zhǔn)傷 末端長度 調(diào)節(jié)和檢查設(shè)備 驗(yàn)收,,,,,,形狀 人工缺陷 易做

15、 與主檢部位相似 不變型、應(yīng)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(jī)加工引起殘余應(yīng)力相近 顯然，理

16、想是同一批選取，先肉眼或其它NDT確認(rèn)無自然缺陷，再試驗(yàn)確認(rèn)，避免選用磁化未退磁件。,,,變形 機(jī)械 材質(zhì)變化b.加工方法 化學(xué) 不允許 殘余應(yīng)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(yīng)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(hào)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(dòng)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(dòng),,,,2．穿過式線圈應(yīng)用,1）管子在線、離線探傷

18、 化學(xué)成份材料 物理性能 應(yīng)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(yàn)） 無縫管為圓棒-管→穿孔機(jī)擠壓機(jī)成毛管→軋管機(jī)壓延→成形（小管還需反復(fù)冷軋→退火） 夾渣、冶煉爐渣、 折疊→軋制常見缺陷 結(jié)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(dāng)、應(yīng)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(shè)備探頭選擇： 盡量多通道多頻、給出多信息 外 內(nèi) 自動(dòng)、新舊管 探頭 組合、旋轉(zhuǎn)-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(duì)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(yīng)附加，通常用直流電磁飽和，不宜過強(qiáng)否則推進(jìn)困難），通常80%直流磁飽和80%,,,,c．設(shè)定和調(diào)節(jié)儀器 機(jī)械傳動(dòng)、報(bào)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(duì)象給定后 缺陷-?/?差 速度快-f↑,,,,d．f90①缺陷信號(hào)與其它足夠的相位差；②內(nèi)外壁缺陷區(qū)分相位差大實(shí)踐證明，選擇f使填充因素變化（或內(nèi)缺陷信號(hào)）和外壁缺陷信號(hào)之間產(chǎn)生90?相移，對(duì)內(nèi)外壁均有較高靈敏度 。 f90經(jīng)驗(yàn)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(yīng)取決 于直徑和速度

24、 絲材，直徑小，缺陷統(tǒng)計(jì) 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(yīng)力裂紋窄深--環(huán)境、應(yīng)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(shè)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(yīng) 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(yīng)) 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(yīng)用例飛機(jī)音樂缺陷孔葉片大軸,,四、 非常規(guī)渦流,,1 多頻技術(shù),1．阻抗

28、分析法（相位分析法）——單頻技術(shù)僅此鑒別兩個(gè)參數(shù)（抑制一個(gè)）2．多頻——同時(shí)用幾個(gè)f激勵(lì)探頭——更多信息香農(nóng)哈特萊C=Wlog2（1+S/N )C—信號(hào)量，N—信噪比，W—頻寬3．多頻渦流化及其應(yīng)用 缺陷信號(hào)與干擾對(duì)探頭反應(yīng)是獨(dú)立的，共同作用時(shí)，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(duì)渦流不同反應(yīng)，矢量跌加消除干擾。 多頻技術(shù)就是用幾個(gè)不同f同時(shí)激勵(lì)，不同f對(duì)不同參數(shù)

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

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

31、 相位不變,,,,近區(qū)電壓變小 遠(yuǎn)區(qū)衰減大③壁厚增加 相位滯后增大 過渡區(qū)移離激勵(lì)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(yīng)曲線變,,,長，難彎頭5．遠(yuǎn)場探頭 幅值低，提離難