銅管渦流檢測(cè)技術(shù)探討

1、銅管渦流檢測(cè)技術(shù)探討摘要：火力發(fā)電廠凝結(jié)器、冷油器銅管更換前要對(duì)新銅管進(jìn)行渦流檢測(cè)，根據(jù)多年的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，介紹在火力發(fā)電廠銅管渦流檢測(cè)中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：銅管；渦流檢測(cè)；線圈；靈敏度；相位 Abstract: Eddy current detection for new copper tubing should be carried out bef ore the replacement of copper tubing of condenser and oil cooler in thermal powe r plant. According to detection experiences

2、 of many years, some experiences abou t eddy current detection of copper tubing in thermal power plant are introduced. Key words: copper tubing; eddy current detection; coil; sensitivity; phase渦流檢測(cè)作為一種相對(duì)成熟的無(wú)損檢測(cè)方法，在制造廠方面使用的較多，而且大多數(shù)是自動(dòng) 化檢測(cè)，自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)記錄、自動(dòng)分選和自動(dòng)停車。但作為運(yùn)行單位，購(gòu)買此套自動(dòng)化設(shè)備費(fèi)用較高、檢測(cè)數(shù)量有限(1臺(tái)50 MW的機(jī)組銅管7

3、 000支左右，100 MW的機(jī)組10 000支左右，而且10年左右才全部更換1次)，所以一般只采用外穿過(guò)式人工送管進(jìn)行檢測(cè)?，F(xiàn)介紹外穿過(guò)式人工送管進(jìn)行銅管渦流探傷的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。 1基本原理銅管作為一種薄壁管，壁厚是影響渦流分布的一個(gè)重要因素。試件的特征頻率為： 式中：r試件的相對(duì)磁導(dǎo)率；試件的電導(dǎo)率；di試件內(nèi)徑；試件的壁厚。當(dāng)試件充滿線圈時(shí)，其有效磁導(dǎo)率eff由下式計(jì)算： 由上式可知，當(dāng)薄壁管試件充滿線圈時(shí)，其有效磁導(dǎo)率eff是f/fg的函數(shù)，與其它因素?zé)o關(guān)。銅管為非磁性材料，r=1。當(dāng)薄壁管試件未充滿線圈時(shí)，檢測(cè)線圈電壓或阻抗公式為徑；Da線圈的有效直徑。當(dāng)銅管規(guī)格不變時(shí)，檢測(cè)線圈的電壓或

4、阻抗就為定值；當(dāng)銅管的電導(dǎo)率、內(nèi)徑di、壁厚變化時(shí)就引起阻抗的變化。這就是銅管渦流檢測(cè)的基本原理。 2影響線圈阻抗的主要因素在渦流檢測(cè)中，線圈阻抗或電壓與試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、幾何尺寸、缺陷情況、線圈至缺 陷的距離及檢測(cè)頻率等有關(guān)。分析比較各因素對(duì)線圈阻抗幅值和相位的影響，對(duì)于分離混雜在一起的有用信息是十分有利的。2.1電導(dǎo)率的影響由f/fg=2fr2可知，f/fg隨增大而增加，當(dāng)較小時(shí)，阻抗變化軌跡近似半圓；當(dāng)較大時(shí)，阻抗的軌跡偏離半圓，最后斜率傾向于1，即45。銅是電的良導(dǎo)體，當(dāng)被檢測(cè)的銅管成分較均勻時(shí)，阻抗的變化量?。划?dāng)銅管成分不均勻時(shí)(如出現(xiàn)斷晶、夾雜等)，阻抗的變化量就大，通過(guò)這種變

5、化可將不合格品檢出。2.2磁導(dǎo)率的影響銅管為非磁性材料，r=1，因此磁導(dǎo)率不會(huì)影響線圈的阻抗的變化。2.3試件幾何尺寸的影響試件幾何尺寸通常是指試件的直徑，由式2可知，試件直徑的變化具有雙重影響。不僅影響 f/fg，而且影響填充系數(shù)，f/fg使線圈阻抗沿曲線方向變化，使阻抗沿交線方向變 化。二者共同作用結(jié)果，使阻抗沿弦線方向變化。由于電導(dǎo)率變化和直徑變化方向存在一定的夾角，因此可以利用相敏檢波技術(shù)進(jìn)行鑒別，對(duì) 于銅管這種非磁性材料，f/fg4時(shí)分辨力較高。2.4試件缺陷的影響試件缺陷對(duì)線圈阻抗的影響可以看作是電導(dǎo)率和幾何尺寸兩個(gè)因素的綜合效應(yīng)。在試件中，缺陷的出現(xiàn)是隨機(jī)的，缺陷的位置、深度和形

6、狀的綜合影響是無(wú)法計(jì)算的。隨著裂紋寬深比的增大，由此引起的阻抗變化與直徑的變化存在一定的夾角關(guān)系。當(dāng)裂紋與 直徑引起阻抗變化夾角較大時(shí)，說(shuō)明裂紋深度大，裂紋尖銳，應(yīng)力集中嚴(yán)重，危害大；反之 就小。2.5檢測(cè)頻率的影響由于線圈電壓或阻抗是頻率比f(wàn)/fg的函數(shù)，因此檢測(cè)頻率對(duì)線圈阻抗有直接的影響。在檢 測(cè)過(guò)程中，為了有效地分離各種影響因素，提高檢測(cè)靈敏度，應(yīng)盡量選擇最佳檢測(cè)頻率。f/ fg過(guò)小，電導(dǎo)率變化方向與直徑變化方向夾角小，采用相位分離法困難。f/fg過(guò)大，趨 膚效應(yīng)顯著，對(duì)被檢試件的近表層和內(nèi)壁缺陷檢出不利。對(duì)銅管而言，一般取f/fg=104 0比較合適。2.6提離效應(yīng)的影響檢測(cè)線圈與試件

7、表面距離的變化對(duì)線圈阻抗有急劇的影響。在實(shí)際檢測(cè)中，應(yīng)盡可能使檢測(cè) 線圈與試件表面距離最近。在人工送管對(duì)銅管進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)注意選擇匹配的探頭(如規(guī)格 為251，就選用25.6的探頭)，并采取有效措施保證銅管運(yùn)送的勻速平穩(wěn)，以 免因銅管在線圈中晃動(dòng)引起的阻抗變化對(duì)檢測(cè)的不利影響。 3檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題(1) 檢測(cè)設(shè)備使用前應(yīng)預(yù)熱10 min左右，確保設(shè)備完好可用；每檢測(cè)1 h左右，用樣管對(duì) 儀器進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，以確保設(shè)備的檢測(cè)靈敏度。(2) 送管速度的選擇：送管速度應(yīng)根據(jù)所用儀器的靈敏度以及對(duì)樣管缺陷的檢出情況來(lái)確 定，一般銅管檢測(cè)送管速度控制在0.5 m/s左右為宜。(3) 對(duì)盲區(qū)的檢測(cè)：探頭在檢測(cè)銅管兩端時(shí)存在端面效應(yīng)，大約有100 mm左右的盲區(qū)。當(dāng)檢 測(cè)銅管兩端時(shí)，應(yīng)放慢檢測(cè)速度，來(lái)回往復(fù)進(jìn)行檢測(cè)，這樣可大大消除盲區(qū)的長(zhǎng)度，