涡流检测技术应用

一、检测方法分类1.据检测线圈分（1）穿过式线圈检测法（2）内穿式线圈检测法（3）放置式线圈检测法涡流检测设备-检测线圈1检测线圈(1)检测线圈分类穿过式线圈内通过式线圈探头式线圈检测线圈与被检工件的相对位置涡流检测设备-检测线圈(2)检测线圈的使用方式按电联接方式的不同，检测线圈有绝对式和差动式两种使用方式。a）绝对式b）标准比较式c）自比较式1－参考线圈2－检测线圈3－管材4－棒材1、绝对式只用一个检测线圈进行涡流检测的方式。仅针对被检测对象某一位置的电磁特性直接进行检测的线圈，而不与被检对象的其他部位或对比试样某一部位的电磁特性进行比较检测。先对标准试样调零后，再对被检工件进行检测。以这种方式工作的线圈可用于材质分选和涂层测厚，也可用于材料探伤。绝对式线圈2、差动式两个线圈反接在一起进行工作的方式。①标准比较式：两个参数完全相同、反向连接的线圈分别放置在标准试样和被检工件或材料上。根据两个检测线圈的输出信号有无差别来判断被检工件的性能。②自比较式：标准比较的特例，比较的标准为同一被检工件或材料上的不同部分。被测部位材料的物理性能及工件几何参数的变化对线圈阻抗的影响较小，若被检部位存在裂纹，则线圈会感应出急剧变化的信号。检测线圈的自比较方式适用于检测管（棒）材表面的局部缺陷。自比较式线圈标准比较式线圈涡流检测设备-检测线圈线圈绝对和差动工作方式的比较优点缺点对材料性能或形状的突变或缓变有所反映；较易区分混合信号；能显示缺陷的全长。有温度漂移；对探头颤动较敏感。对缓变不敏感，即可能漏检长而缓变的缺陷；只能测出长缺陷的终点和始点；可能出现难以解释的信号。无温度漂移；对探头触动的敏感性较绝对式探头低。绝对式差动式对比试样的种类1．孔型对比试样2．槽行对比试样2.据原理分（1）阻抗分析法：根据试件缺陷或物性变化引起线圈阻抗幅值和相位变化来进行检测。（2）感抗分析法：根据试件缺陷或物性变化引起线圈感抗幅值变化来进行检测。（3）调制分析法：根据试件缺陷信号与干扰信号持续时间和频率不同来进行检测。3.据信号处理方法分（1）相位分析法：根据试件缺陷信号与干扰信号的相位差进行检测。（2）频率分析法：根据试件缺陷信号与干扰信号的频率不同进行检测。二、涡流检测的应用1．探伤试件缺陷2．测试材料物性3．分选材料4．测量壁厚一、检测前的准备工作1．清理校正试件2．确定检测方法3．调节传送系统4．选择对比试样5．准备有关图表和资料二、确定检测频率(1)趋肤效应：涡流是一种交变电流。存在趋肤效应，电流在导体中的渗透深度，深度随电流频率f增加而减少。(2)检测灵敏度：在涡流检测中，频率的高低会影响线圈与试件之间的耦合效率。频率低，耦合效率低，检测灵敏度低，小缺陷不容易检出。(3)线圈阻抗：检测线圈阻抗副值变化量的大小与频率比f/fg有关裂纹深度与f/fg之间的关系如图所示。1．选择检测频率的原则裂纹深度与gff的关系图与的关系gff2.检测频率确定的方法（1）由有关图确定频率比f/f最佳值K（2）计算fg：（3）计算f:f=Kf（4）由检验深度是否符合要求。f125066dfrg三、调整仪器1.仪器预运转2.调节电路平衡3.调节相位4.调节滤波器5.调节拒斥器6.调节灵敏度7.调节记录仪8.调节磁饱器当前涡流探伤主要用于流探伤主要用于探测金属管材、棒材、丝材和丝材等试件的表面或近表面缺陷。1．金属管材的探伤2．金属棒、线、丝材探伤3.4涡流检测的应用可采用类似于管材的自动探伤装置对大批量生产的棒材、线材和丝材进行涡流探伤。但为了要检出棒材表面以下较深的缺陷，应选用比同直径的管材探伤低一些的工作频率，而进行金属丝材探伤所选用的频率则要较高，以获得适当的f/fg值。(2)金属棒材，线材和丝材的探伤3.4涡流检测的应用1涡流探伤(1)金属管材探伤特点：高速、自动化、批量检测管材的穿过式线圈1-V型滚轮2-磁饱和线圈3-管材4-激励线圈5-测量线圈在线检测检测管材的探头式线圈如果管材直径过大，使得缺陷面积在整个被检面积中占的比例很小时，检测的灵敏度也会显著降低。检测管材的周向裂纹或当管材的直径超过75mm时，宜采用小尺寸的探头式线圈以探测管材上的短小缺陷。探头数量的多少取决于管径的大小。探头式线圈的优点是提高了检测灵敏度，但其探伤的效率要比穿过式线圈低。检测管材的探头式线圈3.4涡流检测的应用在线检测3.4涡流检测的应用在役检测校准管人工缺陷信号波形一、非磁性材料非磁性材料的相对磁导率ur=1,因此材性一般通过电导率变化来测定来鉴别。1．金属杂质含量的鉴别（如图）2．材料硬度的鉴别3．材料分选涡流检测的应用飞机中的结构件上可能产生各种缺陷，其中尤以疲劳裂纹为多见。飞机维修部门常用涡流探伤方法来检测这种危险缺陷。例如用专用探头式线圈可检测出在机翼大梁、衍条与机身框架连接的紧固件孔周围、发动机叶片、起落架、旋翼和轮毂等部位产生的疲劳裂纹，还可以对飞机上容易产生疲劳裂纹的部位或重要的零部件实施飞行监控，以此来保证飞行安全。(3)结构件疲劳裂纹探伤飞机机身和机翼二、电导率的测量是利用涡流电导仪测量出非铁磁性金属的电导率值，而电导率值与金属中所含杂质、材料的热处理状态以及某些材料的硬度、耐腐蚀等性能有关，所以可进行材质的分选。材料的电导率是影响检测线圈阻抗的重要因素，因此在涡流检测中可用来评价材料的材质和其他性能。这种评价不会损伤零部件的加工表面，且特别适合现场检测。1、材料成分及杂质含量的鉴别金属的电导率值受纯度的影响，杂质含量增加电导率就会降低。通过测量电导率估算材质中杂质的含量。2、热处理状态的鉴别相同的材料经过不同的热处理后不仅硬度不同，电导率也不同，因而可以用测量电导率的方法来间接评定和近的热处理状态或硬度。3、混料分选如果混杂材料或零部件的电导率的分布带不相重合，就可以利用涡流法先测出混料的电导率，再与已知牌号或状态的材料和零部件的电导率相比较，从而将混料区分开。涡流检测的应用2材质检验(1)材料成分及杂质含量的鉴别铜中杂质的含量与电导率的关系涡流检测的应用(2)热处理状态的鉴别时效硬化铝合金的硬度与电导率的关系涡流检测的应用3混料分选如果混杂材料或零部件的电导率的分布带不相互重合，就可以利用涡流法先测出混料的电导率，再与己知牌号或状态的材料和零部件的电导率相比较，从而将混料区分开。用测量电电导率法进行混料分选时应注意：•材料厚度的影响•环境温度的影响•材料表面状态的影响涡流检测的应用（1）覆层厚度测量4涡流测厚用涡流方法可以测量金属基体上的覆层以及金属薄板的厚度。在非磁性材料表面上某探头式线圈的阻抗图涡流检测的应用(2)金属薄板或箔厚度的测量用涡流法测量金属薄板的厚度时，检测线圈既可按反射工作方式布置在被检薄板的同一侧，也可按透射工作方式布置在其两侧；但无论哪一种工作方式都是根据在测量线圈上测得的感应电压值来推算金属薄板的厚度。二、磁性材料磁性材料的磁效应比电导率效应大得多，因此一般利用磁特性测定材料的性能。据材料磁化程度不同分为弱磁化法与强磁化法。弱磁化法是利用初始磁导率作为测量来评价材料材质性质，涡流探伤仪FQR7505就属于这种情况。强磁化法是利用磁带回线中的饱和磁感强度、剩磁、矫顽磁力等材质敏感量作为测量变量来评价试件的组织成分、热处理状态、机械性能和材料分选。国产钢种分选仪GC1就是强磁化法检测仪。焊缝涡流检测焊缝的脉冲激励涡流检测阵列涡流图线圈等效电路与阻抗向量（a)电感电阻串联电路（b）电压向量（c）阻抗向量图线圈等效电路与阻抗向量（a)电感电阻串联电路（b）电压向量（c）阻抗向量图与的关系effgff/左图变化时的阻抗图id不变ad右图管子阻抗变化范围曲线左图薄壁管eefμ一定时不同右图aidd的阻抗图