中文名 | 渦流檢測(cè) | 外文名 | eddy current inspection |
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原????理 | 電磁感應(yīng) | 優(yōu)????點(diǎn) | 檢測(cè)線圈不需要接觸工件等 |
局????限 | 影響因素多等 | 學(xué)????科 | 冶金學(xué) |
渦流檢測(cè)的顯示方式與用途關(guān)系很大,一般小型便攜式儀器(如裂紋檢測(cè)儀、測(cè)厚儀等)多采用表頭顯示方式。在冶金企業(yè)中使用的在線渦流檢測(cè)設(shè)備大多采用示波器、記錄儀加聲及光報(bào)警等多種顯示方式。示波器又有時(shí)基式、橢圓式和矢量光點(diǎn)式幾種,這些顯示一般在現(xiàn)場(chǎng)用樣件調(diào)試設(shè)備時(shí)使用。其中矢量光點(diǎn)式更多的用于科研及在役設(shè)備的檢測(cè),以便利用阻抗變化判斷大小和深淺;記錄儀則可以對(duì)樣件或可疑件留下永久性的顯示,以便記錄存檔;而聲光報(bào)警則往往是和自動(dòng)分選配合使用,以便提醒操作人員注意。
渦流檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn):
①檢測(cè)線圈不需要接觸工件,也不需要耦合劑,對(duì)管、棒、線材的檢測(cè)易于實(shí)現(xiàn)高速、高效率的自動(dòng)化檢測(cè);也可在高溫下進(jìn)行檢測(cè),或?qū)ぜ莫M窄區(qū)域及深孔壁等探頭可到達(dá)的深遠(yuǎn)處進(jìn)行檢測(cè)。
②對(duì)工件表面及近表面的缺陷有很高的檢測(cè)靈敏度。
③采用不同的信號(hào)處理電路,抑制干擾,提取不同的渦流影響因素,渦流檢測(cè)可用于電導(dǎo)率測(cè)量、膜層厚度測(cè)量及金屬薄板厚度測(cè)量。
④由于檢測(cè)信號(hào)是電信號(hào),所以可對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行數(shù)字化處理,然后存儲(chǔ)、再現(xiàn)及數(shù)據(jù)處理和比較。
渦流檢測(cè)的局限性:
①只適用于檢測(cè)導(dǎo)電金屬材料或能感生渦流的非金屬材料。
②由于渦流滲透效應(yīng)的影響,只適用于檢查金屬表面及近表面缺陷,不能檢查金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。
③渦流效應(yīng)的影響因素多,對(duì)缺陷定性和定量還比較困難。
④針對(duì)不同工件采用不同檢測(cè)線圈檢查時(shí)各有不足。
渦流檢測(cè)是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無(wú)損檢測(cè)方法,它適用于導(dǎo)電材料。當(dāng)把一塊導(dǎo)體置于交變磁場(chǎng)之中,在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流存在,即產(chǎn)生渦流。由于導(dǎo)體自身各種因素(如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀、尺寸和缺陷等)的變化,會(huì)導(dǎo)致渦流的變化,利用這種現(xiàn)象判定導(dǎo)體性質(zhì)、狀態(tài)的檢測(cè)方法,稱為渦流檢測(cè)。
電磁感應(yīng)現(xiàn)象和渦流的產(chǎn)生分別如圖1所示。在圖1中(a),使線圈1和線圈2靠近,在線圈1中通過(guò)交流電,在線圈2中就會(huì)有感應(yīng)產(chǎn)生交流電。如果使用金屬板代替線圈2,同樣也可以使金屬板導(dǎo)體產(chǎn)生交流電,如圖1中(b)所示。這種由交流磁場(chǎng)感生出來(lái)的電流就稱為渦流。
1、對(duì)于金屬管、棒、線材的檢測(cè),不需要接觸,也無(wú)需要耦合介質(zhì)。所以檢測(cè)速度高,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè),特別適合在線普檢。2、對(duì)于表面缺陷的探測(cè)靈敏度很高,且在一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示,可對(duì)大小不同缺陷...
渦流檢測(cè)時(shí)線圈不需與被測(cè)物直接接觸,可進(jìn)行高速檢測(cè),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但不適用于形狀復(fù)雜的零件,而且只能檢測(cè)導(dǎo)電材料的表面和近表面缺陷,檢測(cè)結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。
渦流原理指當(dāng)大塊導(dǎo)體放在時(shí)變磁場(chǎng)中時(shí),導(dǎo)體中會(huì)激起感生電場(chǎng),導(dǎo)體中電子在感生電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下就會(huì)形成電流,由于這種電流是閉合電流,因此叫渦電流即渦流。渦流效應(yīng)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)塊狀導(dǎo)體置于交變磁場(chǎng)或在...
在圖1中(b),試件中的渦流方向與給試件施加交流磁場(chǎng)線圈的電流相反。渦流所產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)也產(chǎn)生交變磁力線,它通過(guò)激勵(lì)線圈時(shí)又感生出反作用電流。如果工件中渦流變化,這個(gè)反作用電流也變化。測(cè)定它的變化,就可以測(cè)得渦流的變化,從而得到試件的信息。渦流的分布及其電流大小由線圈的形狀和尺寸,試驗(yàn)頻率,導(dǎo)體的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、導(dǎo)體與線圈間的距離以及導(dǎo)體表面的缺陷所決定的。因此,根據(jù)檢測(cè)到的試件中的渦流,就可以取得關(guān)于試件材質(zhì)、缺陷和形狀尺寸等信息。
由于激勵(lì)電流和反作用電流的相位會(huì)出現(xiàn)一定差異,這個(gè)相位差隨著試件的性質(zhì)而改變,因此,常通過(guò)測(cè)量相位的變化來(lái)檢測(cè)試件的有關(guān)信息,它的變化與線圈阻抗的變化密切相關(guān),大多數(shù)的渦流檢測(cè)儀器都以阻抗分析法為基礎(chǔ),來(lái)鑒別各種引起渦流變化的因素。
由于渦流具有趨膚效應(yīng),因此渦流檢測(cè)只能檢測(cè)表面和近表面的缺陷。
由于試件形狀的不同、檢測(cè)部位的不同,所以檢測(cè)線圈的形狀與接近試件的方式也不盡相同。為了適應(yīng)各種檢測(cè)的需要,人們?cè)O(shè)計(jì)了各種各樣的檢測(cè)線圈和渦流檢測(cè)儀器。
因?yàn)闇u流檢測(cè)是以電磁感應(yīng)為基礎(chǔ)的檢測(cè)方法,所謂電磁感應(yīng)現(xiàn)象就是隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)的現(xiàn)象,當(dāng)穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí),回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流。因此從原則上說(shuō),所有與電磁感應(yīng)有關(guān)的影響因素,都可以作為渦流檢測(cè)方法的檢測(cè)對(duì)象。下面所列出的就是影響電磁感應(yīng)的因素及可能作為渦流檢測(cè)的應(yīng)用對(duì)象。
1)不連續(xù)性缺陷:裂紋、夾雜物及不均勻等。
2)電導(dǎo)率:化學(xué)成分、硬度、應(yīng)力、溫度及熱處理狀態(tài)等。
3)磁導(dǎo)率:鐵磁性材料的熱處理、化學(xué)成分、應(yīng)力及溫度等。
4)試件的幾何尺寸:形狀、大小及膜厚等。
5)被檢件與檢測(cè)線圈的距離(提離間隙)、覆蓋層厚度等。
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介紹了渦流檢測(cè)的基本原理,運(yùn)用該方法對(duì)自制不銹鋼刻槽試塊進(jìn)行了渦流檢測(cè),得到了人工刻槽及晃動(dòng)信號(hào)的阻抗示意圖。采用該工藝對(duì)11臺(tái)不銹鋼儲(chǔ)液罐焊縫進(jìn)行了渦流檢測(cè),發(fā)現(xiàn)了一位置阻抗示意圖信號(hào)與試塊刻槽阻抗示意圖信號(hào)相似,經(jīng)宏觀檢查確認(rèn)兩位置存在3條表面裂紋缺陷,從而證實(shí)了渦流方法檢測(cè)不銹鋼焊縫表面裂紋的可行性。
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鋼管渦流檢測(cè)多采用磁飽和技術(shù)以抑制磁導(dǎo)率波動(dòng)引起的信號(hào)噪聲,檢測(cè)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)此時(shí)內(nèi)壁缺陷被檢出,這與趨膚效應(yīng)原理相矛盾。建立了含內(nèi)壁刻槽的鋼管磁飽和下的仿真和試驗(yàn)?zāi)P?剖析了內(nèi)壁缺陷檢出機(jī)理。仿真和試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼管缺陷漏磁場(chǎng)在探頭內(nèi)引起低頻響應(yīng)經(jīng)相敏檢波后被濾除,對(duì)信號(hào)無(wú)作用貢獻(xiàn),內(nèi)壁缺陷在鋼管外壁引起的磁導(dǎo)率畸變是影響信號(hào)的真正根源。研究結(jié)果明確了磁飽和下鋼管渦流檢測(cè)機(jī)理,可望指導(dǎo)鋼管的工程實(shí)踐檢測(cè)。
叢書(shū)序言 |
第1章緒論1 |
第2章渦流檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)4 |
前言 |
21金屬的導(dǎo)電性4 |
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22正弦交流電路11 |
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23金屬的磁特性16 |
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24電磁感應(yīng)基本定律21 |
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25渦流和趨膚效應(yīng)26 |
第3章渦流檢測(cè)基本原理29 |
第4章渦流檢測(cè)線圈59 |
第5章渦流檢測(cè)儀器71 |
31渦流檢測(cè)線圈阻抗分析29 |
41檢測(cè)線圈的分類59 |
51渦流檢測(cè)儀器的工作原理71 |
32有效磁導(dǎo)率和特征頻率33 |
42檢測(cè)線圈的選擇和性能指標(biāo)62 |
52渦流檢測(cè)儀器的類型82 |
33渦流檢測(cè)線圈的電壓計(jì)算37 |
43檢測(cè)線圈的實(shí)例及分析63 |
53渦流檢測(cè)儀器實(shí)例87 |
34應(yīng)用阻抗圖設(shè)計(jì)檢測(cè)線圈41 |
44特殊類型線圈66 |
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35管材的復(fù)阻抗平面45 |
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36影響線圈阻抗的各種因素47 |
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37多頻渦流及遠(yuǎn)場(chǎng)渦流51 |
第6章渦流檢測(cè)應(yīng)用92 |
第7章渦流檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)120 |
第8章渦流檢測(cè)工藝130 |
61渦流自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備92 |
71概述120 |
81渦流檢測(cè)方法與應(yīng)用130 |
62鋼管的渦流檢測(cè)及檢測(cè)設(shè)備93 |
72國(guó)內(nèi)主要渦流檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)122 |
82渦流檢測(cè)工藝操作131 |
63金屬材料渦流檢測(cè)及檢測(cè)設(shè)備106 |
83試件渦流檢測(cè)132 |
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64渦流檢測(cè)的其他應(yīng)用110 |
84試件材質(zhì)性能渦流測(cè)試134 |
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65多頻和遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)應(yīng)用116 |
參考文獻(xiàn)136 |
該書(shū)共分7章,第1章概略地介紹了渦流檢測(cè)的基本原理、概念;第2章是渦流檢測(cè)專業(yè)所需要的電磁方面的基礎(chǔ)知識(shí);第3章詳細(xì)地介紹了渦流檢測(cè)的原理;第4~6章是渦流檢測(cè)的硬件介紹;第7章介紹了渦流檢測(cè)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn);第8章為渦流檢測(cè)工藝。
該書(shū)可作為高職高專院校無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用、焊接質(zhì)量控制等專業(yè)的教材,也可作為無(wú)損檢測(cè)技術(shù)資格等級(jí)證書(shū)培訓(xùn)考核的參考教材以及相關(guān)工程人員的參考書(shū)。