無(wú)損檢測(cè)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)教材-ET渦流檢測(cè)

1、渦流檢測(cè)渦流檢測(cè) Eddy Current Testing 簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng) ET1 渦流檢測(cè)的原理渦流檢測(cè)的原理 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，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

2、，就稱(chēng)為渦流化，利用這種現(xiàn)象判定導(dǎo)體性質(zhì)，狀態(tài)的檢測(cè)方法，就稱(chēng)為渦流檢測(cè)。檢測(cè)。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象和渦流的產(chǎn)生見(jiàn)圖電磁感應(yīng)現(xiàn)象和渦流的產(chǎn)生見(jiàn)圖1和圖和圖2。在圖。在圖1中，使中，使線圈線圈1和線圈和線圈2靠近，在線圈靠近，在線圈1中通過(guò)交流電，在線圈中通過(guò)交流電，在線圈2中就會(huì)有感中就會(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，同樣也可以使金屬板導(dǎo)體產(chǎn)生交流電，如圖板導(dǎo)體產(chǎn)生交流電，如圖2。這種由交流磁場(chǎng)感生出來(lái)的電流就。這種由交流磁場(chǎng)感生出來(lái)的電流就渦流。渦流。 在圖在圖2中，試件中的渦流方法與給試件施加交流磁場(chǎng)線中，試件中的渦流方法與給試

3、件施加交流磁場(chǎng)線圈的電流相反。由渦流所產(chǎn)生的交流磁場(chǎng)也產(chǎn)生交變磁力線，它圈的電流相反。由渦流所產(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)反作用電流個(gè)反作用電流更多資料：無(wú)損檢測(cè)招聘網(wǎng) v 中國(guó)無(wú)損檢測(cè)論壇 v 中國(guó)焊接論壇 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)頻的信息。渦流的分布

4、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。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)量這相位的變化來(lái)檢差隨著試件的性質(zhì)而改變，因此，常通過(guò)測(cè)量這相位的變化來(lái)檢測(cè)試件的有關(guān)信息

5、。這個(gè)相位的變化與線圈阻抗的變化密切相關(guān)，測(cè)試件的有關(guān)信息。這個(gè)相位的變化與線圈阻抗的變化密切相關(guān)，現(xiàn)在，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)鑒別各現(xiàn)在，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。種引起渦流變化的因素。 由于渦流具有集膚效應(yīng)，因此渦流檢測(cè)只能檢測(cè)表面和近表面由于渦流具有集膚效應(yīng)，因此渦流檢測(cè)只能檢測(cè)表面和近表面的缺陷。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，

6、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。設(shè)計(jì)了各種各樣的檢測(cè)線圈和渦流檢測(cè)儀器。更多資料：無(wú)損檢測(cè)招聘網(wǎng) v 中國(guó)無(wú)損檢測(cè)論壇 v 中國(guó)焊接論壇 2 渦流檢測(cè)儀器渦流檢測(cè)儀器 渦流探傷儀的基本原理：信號(hào)發(fā)生器（振動(dòng)器）產(chǎn)生交變電流供渦流探傷儀的基本原理：信號(hào)發(fā)生器（振動(dòng)器）產(chǎn)生交變電流供給檢測(cè)線圈，線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)并在工件中感生渦流，渦流受到工給檢測(cè)線圈，線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)并在工件中感生渦流，渦流受到工件性能的影響并反過(guò)來(lái)使線圈阻抗發(fā)生變化，然后通過(guò)信號(hào)檢出電件性能的影響并反過(guò)來(lái)使線圈阻抗發(fā)生變化，然后通過(guò)信

7、號(hào)檢出電路檢出線圈阻抗的變化。路檢出線圈阻抗的變化。 圖圖3為管、棒、線材渦流檢測(cè)儀器框圖。為管、棒、線材渦流檢測(cè)儀器框圖。 圖圖4是以線圈的阻抗分析為基礎(chǔ)的渦流檢測(cè)儀器，也稱(chēng)為阻抗分是以線圈的阻抗分析為基礎(chǔ)的渦流檢測(cè)儀器，也稱(chēng)為阻抗分析儀。析儀。 比較圖比較圖3和圖和圖4兩類(lèi)儀器，大部分電路是一致的。兩類(lèi)儀器，大部分電路是一致的。3 渦流檢測(cè)線圈（探頭）渦流檢測(cè)線圈（探頭） 在渦流探傷中，是靠檢測(cè)線圈來(lái)建立交變磁場(chǎng)，把能量在渦流探傷中，是靠檢測(cè)線圈來(lái)建立交變磁場(chǎng)，把能量傳遞給被檢導(dǎo)體；同時(shí)又通過(guò)渦流所建立的交變磁場(chǎng)來(lái)獲傳遞給被檢導(dǎo)體；同時(shí)又通過(guò)渦流所建立的交變磁場(chǎng)來(lái)獲得被檢導(dǎo)體中的質(zhì)量信息。

8、因此，檢測(cè)線圈實(shí)際上一種換得被檢導(dǎo)體中的質(zhì)量信息。因此，檢測(cè)線圈實(shí)際上一種換能器。能器。 檢測(cè)線圈的形狀，尺寸和技術(shù)參數(shù)對(duì)于最終檢測(cè)結(jié)果是檢測(cè)線圈的形狀，尺寸和技術(shù)參數(shù)對(duì)于最終檢測(cè)結(jié)果是至關(guān)重要的。在渦流探傷中，往往根據(jù)被檢試件的形狀、至關(guān)重要的。在渦流探傷中，往往根據(jù)被檢試件的形狀、尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求等來(lái)選定檢測(cè)線圈的種類(lèi)，常用的尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求等來(lái)選定檢測(cè)線圈的種類(lèi)，常用的檢測(cè)線圈有三類(lèi)：穿過(guò)式線圈，插入式線圈和探頭式線圈。檢測(cè)線圈有三類(lèi)：穿過(guò)式線圈，插入式線圈和探頭式線圈。 圖圖5為穿過(guò)式線圈，它用來(lái)檢測(cè)線材、棒材和管材，主為穿過(guò)式線圈，它用來(lái)檢測(cè)線材、棒材和管材，主要用在在線檢測(cè)

9、。要用在在線檢測(cè)。圖圖6為內(nèi)插式線圈，是放在為內(nèi)插式線圈，是放在管子內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)的線圈，管子內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)的線圈，專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢查厚壁管子內(nèi)壁專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢查厚壁管子內(nèi)壁或鉆孔內(nèi)壁的缺陷，也用來(lái)或鉆孔內(nèi)壁的缺陷，也用來(lái)檢查成套設(shè)備中管子的質(zhì)量，檢查成套設(shè)備中管子的質(zhì)量，比如熱交換器管的在役檢測(cè)。比如熱交換器管的在役檢測(cè)。 圖圖7為探頭式線圈，放置在為探頭式線圈，放置在試件表面上進(jìn)行檢測(cè)的線圈，試件表面上進(jìn)行檢測(cè)的線圈，它不僅適用于形狀簡(jiǎn)單的板它不僅適用于形狀簡(jiǎn)單的板材、方坯、棒材及大直徑管材的表面掃描探傷，也適用于形狀較為材、方坯、棒材及大直徑管材的表面掃描探傷，也適用于形狀較為復(fù)雜的機(jī)械零件的檢測(cè)。由

10、于其線圈體積小，磁場(chǎng)作用范圍小，一復(fù)雜的機(jī)械零件的檢測(cè)。由于其線圈體積小，磁場(chǎng)作用范圍小，一次檢測(cè)范圍和檢測(cè)的缺陷都比較小。次檢測(cè)范圍和檢測(cè)的缺陷都比較小。4 渦流檢測(cè)工藝要點(diǎn)渦流檢測(cè)工藝要點(diǎn)4.1 試件表面的清理試件表面的清理4.2 探傷規(guī)范的選擇探傷規(guī)范的選擇（一）線圈的選擇（一）線圈的選擇 a 試件的形狀和尺寸試件的形狀和尺寸 b 線圈的參數(shù)線圈的參數(shù) c 適合于被檢缺陷適合于被檢缺陷（二）頻率的選擇（二）頻率的選擇 a 集膚深度和檢測(cè)靈敏度集膚深度和檢測(cè)靈敏度 b 檢測(cè)因素的阻抗特性檢測(cè)因素的阻抗特性 第一第一 選擇檢測(cè)因素產(chǎn)生最大阻抗變化時(shí)的頻率選擇檢測(cè)因素產(chǎn)生最大阻抗變化時(shí)的頻率

11、第二第二 選擇檢測(cè)因素與其它干擾因素所引起的阻抗變選擇檢測(cè)因素與其它干擾因素所引起的阻抗變 化之間有最大相位差時(shí)的頻率化之間有最大相位差時(shí)的頻率（適用具有相位（適用具有相位 分析功能的儀器）分析功能的儀器）（三）對(duì)比試件的準(zhǔn)備（三）對(duì)比試件的準(zhǔn)備 對(duì)比試件（或標(biāo)準(zhǔn)試件）作為調(diào)節(jié)儀器和判廢標(biāo)準(zhǔn)的工對(duì)比試件（或標(biāo)準(zhǔn)試件）作為調(diào)節(jié)儀器和判廢標(biāo)準(zhǔn)的工具，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大，制作時(shí)應(yīng)予以足夠重視，如果具，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大，制作時(shí)應(yīng)予以足夠重視，如果標(biāo)準(zhǔn)作了明確規(guī)定，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)作了明確規(guī)定，嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。（四）平衡電路的調(diào)節(jié)（四）平衡電路的調(diào)節(jié) 指在采用對(duì)比試件的無(wú)缺陷部位進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)平衡

12、回指在采用對(duì)比試件的無(wú)缺陷部位進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，對(duì)平衡回路的調(diào)節(jié)，使對(duì)無(wú)缺陷部位檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)線圈的輸出為零。路的調(diào)節(jié)，使對(duì)無(wú)缺陷部位檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)線圈的輸出為零。（五）靈敏度的選擇（五）靈敏度的選擇 靈敏度的確定與檢測(cè)要求及使用的儀器有關(guān)。一般根據(jù)靈敏度的確定與檢測(cè)要求及使用的儀器有關(guān)。一般根據(jù)要求檢測(cè)的缺陷大小，調(diào)節(jié)與之相適應(yīng)的人工缺陷指示的要求檢測(cè)的缺陷大小，調(diào)節(jié)與之相適應(yīng)的人工缺陷指示的大小在指示儀表滿(mǎn)刻度的大小在指示儀表滿(mǎn)刻度的50%60%的位置。的位置。（六）相位的確定（六）相位的確定 指采用同步檢波進(jìn)行相位分析的檢測(cè)儀中移相器的相指采用同步檢波進(jìn)行相位分析的檢測(cè)儀中移相器的相位角。選擇方法

13、有兩種：位角。選擇方法有兩種： a 把缺陷信號(hào)置于信噪比最大時(shí)的相位把缺陷信號(hào)置于信噪比最大時(shí)的相位 b 選取能夠區(qū)分并檢測(cè)缺陷的種類(lèi)和位置的相位角：這種選取能夠區(qū)分并檢測(cè)缺陷的種類(lèi)和位置的相位角：這種選擇方法必須兼顧到缺陷的檢測(cè)效果和不同種類(lèi)、不同選擇方法必須兼顧到缺陷的檢測(cè)效果和不同種類(lèi)、不同位置缺陷的良好區(qū)分效果。（位置缺陷的良好區(qū)分效果。（如在管子探傷時(shí)，內(nèi)、外如在管子探傷時(shí)，內(nèi)、外表面裂紋位置的區(qū)分表面裂紋位置的區(qū)分）（七）濾波器和抑制器的設(shè)定（七）濾波器和抑制器的設(shè)定4.3 探傷檢測(cè)探傷檢測(cè) 當(dāng)檢測(cè)的準(zhǔn)備工作就緒，檢測(cè)條件確定后，便可以對(duì)試當(dāng)檢測(cè)的準(zhǔn)備工作就緒，檢測(cè)條件確定后，便可

14、以對(duì)試件作正式檢驗(yàn)，然后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、處理。件作正式檢驗(yàn)，然后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、處理。 通常在下列兩種情況下要求進(jìn)行再試驗(yàn)：通常在下列兩種情況下要求進(jìn)行再試驗(yàn)： a 懷疑缺陷信號(hào)是否確由缺陷產(chǎn)生；懷疑缺陷信號(hào)是否確由缺陷產(chǎn)生； b 在試驗(yàn)條件發(fā)生了改變，使檢測(cè)靈敏度受到了影響。在試驗(yàn)條件發(fā)生了改變，使檢測(cè)靈敏度受到了影響。v渦流檢測(cè)的特點(diǎn)渦流檢測(cè)的特點(diǎn) 1）適用于各種導(dǎo)電材料的試件探傷）適用于各種導(dǎo)電材料的試件探傷 ； 2）可以檢出表面和近表面缺陷；）可以檢出表面和近表面缺陷； 3）探測(cè)結(jié)果以電信號(hào)輸出，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)；）探測(cè)結(jié)果以電信號(hào)輸出，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)； 4）采用非接觸式

15、檢測(cè)，檢測(cè)速度快；）采用非接觸式檢測(cè)，檢測(cè)速度快； 5）對(duì)形狀復(fù)雜的試件很難應(yīng)用；）對(duì)形狀復(fù)雜的試件很難應(yīng)用； 6）不能直觀顯示缺陷形狀和性質(zhì)；）不能直觀顯示缺陷形狀和性質(zhì)； 7）檢測(cè)干擾因素較多，容易引起雜亂信號(hào)）檢測(cè)干擾因素較多，容易引起雜亂信號(hào) ； 8）由于集膚效應(yīng)，埋藏較深的缺陷無(wú)法檢出；）由于集膚效應(yīng)，埋藏較深的缺陷無(wú)法檢出； 9）不能用于不導(dǎo)電的材料。）不能用于不導(dǎo)電的材料。6 遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)技術(shù)簡(jiǎn)介遠(yuǎn)場(chǎng)渦流（遠(yuǎn)場(chǎng)渦流（RFEC. Remote Field Eddy Current）檢測(cè)技）檢測(cè)技術(shù)是一種能穿透金屬管壁的低頻渦流檢測(cè)技術(shù)。探術(shù)是一種能穿透金屬管壁的

16、低頻渦流檢測(cè)技術(shù)。探頭通常為內(nèi)插入式，由激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈組成，頭通常為內(nèi)插入式，由激勵(lì)線圈和檢測(cè)線圈組成，檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈相距約兩倍管內(nèi)徑的長(zhǎng)度，激檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈相距約兩倍管內(nèi)徑的長(zhǎng)度，激勵(lì)線圈通以低頻交流電，檢測(cè)線圈能拾取發(fā)自激勵(lì)勵(lì)線圈通以低頻交流電，檢測(cè)線圈能拾取發(fā)自激勵(lì)線圈穿過(guò)管壁后又返回管內(nèi)的渦流信號(hào)，從而有效線圈穿過(guò)管壁后又返回管內(nèi)的渦流信號(hào)，從而有效地檢測(cè)金屬管子的內(nèi)、外壁缺陷和管壁的厚薄情況。地檢測(cè)金屬管子的內(nèi)、外壁缺陷和管壁的厚薄情況。50年代末開(kāi)始檢測(cè)油井的套管，年代末開(kāi)始檢測(cè)油井的套管，80年代中期，理論年代中期，理論逐步完善，一些先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，并在核逐步

17、完善，一些先進(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，并在核反應(yīng)堆壓力管，石油及天然氣輸送管和城市煤氣管反應(yīng)堆壓力管，石油及天然氣輸送管和城市煤氣管道的檢測(cè)中得到實(shí)際應(yīng)用。目前認(rèn)為遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)道的檢測(cè)中得到實(shí)際應(yīng)用。目前認(rèn)為遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)是管道在役檢測(cè)最有前途的技術(shù)。是管道在役檢測(cè)最有前途的技術(shù)。遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)的特點(diǎn)：遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)的特點(diǎn)：（1）采用內(nèi)通過(guò)式線圈，檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈分開(kāi)，且兩者的距）采用內(nèi)通過(guò)式線圈，檢測(cè)線圈與激勵(lì)線圈分開(kāi)，且兩者的距 離是所檢測(cè)管道內(nèi)徑的二至三倍；離是所檢測(cè)管道內(nèi)徑的二至三倍；（2）采用低頻渦流技術(shù)能穿透管壁；）采用低頻渦流技術(shù)能穿透管壁；（3）需要檢測(cè)的不是線圈阻抗變化，通常是測(cè)量檢測(cè)線圈的感應(yīng)）需要檢測(cè)的不是線圈阻抗變化，通常是測(cè)量檢測(cè)線圈的感應(yīng) 電壓與激勵(lì)電流之間的相位差；電壓與激勵(lì)電流之間的相位差；（4）能以相同的靈敏度檢測(cè)管壁內(nèi)外表面的缺陷和管壁變薄情）能以相同的靈敏度檢測(cè)管壁內(nèi)外表面的缺陷和管壁變薄情 況，不受集膚效應(yīng)的影響；況，不受集膚效應(yīng)的影響；（5）檢測(cè)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的相位差與管壁厚度近似成正比，）檢測(cè)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)的