渦流檢測Eddy Current Testing (縮寫 ET)
渦流檢測是建立在電磁感應原理基礎之上的一種無損檢測方法,它適用于導電材料,如果我們把一塊導體置于交變磁場之中,在導體中就有感應電流存在,即產(chǎn)生渦流,由于導體自身各種因素(如電導率、磁導率、形狀、尺寸和缺陷等)的變化會導致感應電流的變化,利用這種現(xiàn)象而判知導體性質(zhì)、狀態(tài)的檢測方法,叫做渦流檢測方法。
在渦流探傷中,是靠檢測線圈來建立交變磁場;把能量傳遞給被檢導體;同時又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢測導體中的質(zhì)量信息。所以說,檢測線圈是一種換能器。檢測線圈的形狀、尺寸和技術參數(shù)對于最終檢測是至關重要的。在渦流探傷中,往往是根據(jù)被檢測的形狀,尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求(檢測標準)等來選定檢測線圈的種類。
常用的檢測線圈有三類:
1. 穿過式線圈; 穿過式線圈是將被檢測試樣放在線圈內(nèi)進行檢測的線圈,適用于管、棒、線材的探傷。由于線圈產(chǎn)生的磁場首先作用在試樣外壁,因此檢出外壁缺陷的效果較好,內(nèi)壁缺陷的檢測是利用的滲透來進行的。一般來說,內(nèi)壁缺陷檢測靈敏度比外壁低。厚壁管材的缺陷是不能使用外穿式線圈來檢測來的。
2. 內(nèi)插式線圈; 內(nèi)插式線圈是放在管子內(nèi)部進行檢測的線圈,專用來檢查厚壁或鉆孔內(nèi)壁的缺陷,也用來檢查成套設備中管子的質(zhì)量,如熱交換器管的在役檢驗。
3. 探頭式線圈; 探頭式線圈是放置在試樣表面上進行檢測的線圈,它不僅適用于形狀簡單的板材、板坯、方坯、圓坯、棒材及大直徑管材的表面掃描探傷,也適用于形狀較復雜的機械零件的檢查。與穿過式線圈相比,由于探頭式線圈的體積小、場作用范圍小,所以適于檢出尺寸較小的表面缺陷。
(一)渦流檢測的優(yōu)點
1. 對于金屬管、棒、線材的檢測,不需要接觸,也不需要耦合介質(zhì),所以檢測速度高,易于實現(xiàn)自動化檢測,特別適合在線普檢。
2. 對于表面缺陷的探測靈敏度很高,且在一定范圍內(nèi)有良好的線性指示,可對大小不同缺陷進行評價,所以可用作質(zhì)量管理與控制。
3. 影響渦流的因素很多,如裂紋、材質(zhì)、尺寸、形狀及電導率和磁導率等。采用特定的電路進行處理,可篩選出某一因素而抑制其他因素,由此有可能對上述某一單獨影響因素進行有效的檢測。
4. 由于檢查時不需要工件又不用耦合介質(zhì),所以可進行高溫下的檢測。由于探頭可伸入到遠處作業(yè),所以可對工件的狹窄區(qū)域及深孔壁等進行檢測。
5. 由于是采用電信號顯示,所以可存儲、再現(xiàn)及進行數(shù)據(jù)比較和處理。
(二)渦流檢測的缺點:
1. 渦流探傷的對象必須是導電材料,且由于電磁感應的原因,只適用于檢測表面缺陷,不適用于檢測金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。
2. 金屬表面感應的渦流的滲透深度隨頻率而異,激勵頻率高時金屬表面渦流密度大,隨著激勵頻率的降低,渦流滲透深度增加,但表面密度下降,所以探傷深度與表面?zhèn)麢z測靈敏度是相互矛盾的,很難兩全。當對一材料進行渦流探傷時,須要根據(jù)材質(zhì)、表面狀態(tài)、檢驗標準作綜合考慮,然后再確定檢測方案與技術參數(shù)。
3. 采用穿過式線圈進行渦流探傷時,線圈覆蓋的是管、棒或線材上一段長度的圓周,獲得的信息是整個圓環(huán)上影響因素的累積,對缺陷所處圓周上的具體位置無法判定。
4. 旋轉探頭式渦流探傷方法可準確探出缺陷位置,靈敏度和分辨率也很高,但檢測區(qū)域狹小,在檢測材料需作全面掃查時,檢驗速度較慢。