無(wú)損檢測(cè)之渦流檢測(cè)

關(guān)于無(wú)損檢測(cè)之渦流檢測(cè)渦流檢測(cè)的基本原理當(dāng)載有交變電流的線圈(稱為檢測(cè)線圈)靠近導(dǎo)體試件時(shí),由于線圈磁場(chǎng)的作用,試件中會(huì)感應(yīng)出渦流。渦流的大小、相位以及流動(dòng)形式受到試件導(dǎo)電性能等的影響,而渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又使檢測(cè)線圈的阻抗發(fā)生變化;因此,通過檢測(cè)線圈阻抗的變化,就可以知道被測(cè)試件的性能以及有無(wú)缺陷。渦流檢測(cè)適用于能產(chǎn)生渦流的導(dǎo)電材料。由于渦流是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的,在檢測(cè)時(shí)不必要求線圈與試件緊密接觸,也不必在線圈和試件之間充填禍合劑,從而容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè),對(duì)管、棒、絲材表面缺陷的檢測(cè)有很高的速度和效率。對(duì)試件中渦流產(chǎn)生影響的主要因素有:金屬物體的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率,被檢測(cè)物體的尺寸和開關(guān),線圈和被檢測(cè)物體之間的間隙大小,被檢測(cè)物體上的缺陷。因此,渦流檢測(cè)可以成功的用于分選合金、檢測(cè)材料熱處理質(zhì)量以及機(jī)械性能,可以檢驗(yàn)棒材的直徑、管材的壁厚以及薄板材的厚度,檢驗(yàn)金屬表面非導(dǎo)電覆蓋層的厚度以及小的空間間隙的大小。第2頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天渦流檢測(cè)的基本原理渦流探傷是渦流檢測(cè)的一項(xiàng)重要應(yīng)用,不僅對(duì)于導(dǎo)電材料表面或近表面的裂紋、孔洞以及其他類型的缺陷,渦流檢測(cè)具有良好的檢測(cè)靈敏度,而且還可以發(fā)現(xiàn)薄的油漆層或漆層下的這些缺陷,特別是渦流檢測(cè)不受材料溫度的影響,因而可以對(duì)高溫狀態(tài)下的導(dǎo)電材料進(jìn)行檢測(cè)第3頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天第4頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天第5頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天第6頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天第7頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究渦流檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是目前該技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中最熱門的一個(gè)分支,服務(wù)對(duì)象也從傳統(tǒng)的軍事、航空航天、核能等部門,向新的更廣闊的領(lǐng)域擴(kuò)展,如電力、石油、天然氣、冶金機(jī)械、化工、船舶、材料加工等。渦流無(wú)損檢測(cè)作為管道檢測(cè)的重要手段之一,可進(jìn)行管道的役前和在役檢測(cè),越來越受到人們的重視,如對(duì)大亞灣核電站和媽灣電站凝汽器鐵管就采用了渦流檢測(cè),對(duì)各類缺陷具有較好的靈敏度;哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司韓書霞等人采用智能全數(shù)字多頻渦流檢測(cè)儀對(duì)B30白銅管進(jìn)行渦流探傷具有很高的可靠性。此外,隨著遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)、多頻渦流技術(shù)、三維渦流技術(shù)以及智能數(shù)字技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用,渦流檢測(cè)的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,檢測(cè)精度越來越高.李同濱等對(duì)幻對(duì)汽輪機(jī)葉片進(jìn)行人工缺陷的渦流探傷試驗(yàn),進(jìn)行可行性研究,得到了肯定的結(jié)論,為渦流檢測(cè)技術(shù)拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域。第8頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天石油管道內(nèi)缺陷的脈沖渦流檢測(cè)脈沖渦流技術(shù)使用寬頻譜脈沖來激發(fā)探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)線圈，激發(fā)的脈沖分散在試樣上。由于脈沖首先影響表面，因此需要應(yīng)用信號(hào)時(shí)限分析來獲得底面缺陷的信息。脈沖渦流（ＰＥＣ）檢測(cè)技術(shù)是一種最新的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，已經(jīng)成功應(yīng)用在管道的腐蝕等缺陷檢測(cè)中。脈沖信號(hào)輸入波加到探頭的激勵(lì)線圈兩端，周期性的寬頻譜脈沖電流感生出快速衰減的脈沖磁場(chǎng)。而變化的磁場(chǎng)在金屬管道中感應(yīng)出脈沖渦流，向金屬管道內(nèi)部傳播，并感應(yīng)出快速衰減的渦流場(chǎng)。隨著渦流場(chǎng)的衰減，檢測(cè)線圈上就會(huì)感應(yīng)出隨時(shí)間變化的電壓。由于脈沖渦流在金屬管道內(nèi)的傳播過程是逐漸衰減的，因而管道厚度不同，最終得到的檢測(cè)線圈上的瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的波形也不同。所以，通過接收瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析，就可以得到金屬管道壁厚與瞬態(tài)感應(yīng)電壓信號(hào)的關(guān)系，進(jìn)而利用這種關(guān)系對(duì)導(dǎo)體試件厚度進(jìn)行檢測(cè)。第9頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天飛機(jī)緊固件孔壁裂紋的渦流無(wú)損檢測(cè)渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)的基礎(chǔ)是電磁感應(yīng)原理。利用高頻渦流檢測(cè)飛機(jī)金屬（磁性和非磁性材料）結(jié)構(gòu)件，可檢測(cè)的裂紋形式為表面（鋁、鋼、鈦）和近表面（０．１２５ｍｍ）（鋁、鈦）；利用低頻渦流檢測(cè)飛機(jī)金屬（非磁性或低導(dǎo)磁性材料）結(jié)構(gòu)件，可檢測(cè)的裂紋形式為亞表面（到９ｍｍ）。第10頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天飛機(jī)緊固件孔壁裂紋的渦流無(wú)損檢測(cè)應(yīng)用渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)緊固件時(shí)，如圖１（ａ）所示，首先要將緊固件拆下，將大小與孔徑相適應(yīng)的高頻探頭放入孔內(nèi)，使探頭在孔中旋轉(zhuǎn)并上、下移動(dòng)掃描，測(cè)得孔壁裂紋的信息。飛機(jī)結(jié)構(gòu)大部分鉚釘孔、螺栓孔都可用這種方法檢查。但是，當(dāng)板厚在１．５ｍｍ以下時(shí)，由于邊界效應(yīng)的影響，檢測(cè)比較困難。原則上會(huì)根據(jù)被檢孔的大小制作探頭，但實(shí)際應(yīng)用中，不同孔徑的孔太多，而且即使是公稱尺寸相同的孔徑由于制造的誤差不一樣，實(shí)際孔徑也是有差異的。第11頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天飛機(jī)緊固件孔壁裂紋的渦流無(wú)損檢測(cè)為了能夠使用較少的探頭，檢測(cè)較多孔徑的孔，往往在探頭的頭部開有槽口。這樣可以使探頭的檢測(cè)范圍具有彈性，能在一定范圍內(nèi)檢測(cè)，并且能夠改善探頭與孔壁之間的接觸狀況，減少間隙效應(yīng)。采用此種方法可檢測(cè)出較小尺寸的孔壁裂紋，如圖１（ｂ）所示。第12頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天飛機(jī)緊固件孔壁裂紋的渦流無(wú)損檢測(cè)隨著飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)緊固件涂層厚度的增加，渦流檢測(cè)精度也將下降。例如，對(duì)于２．５４ｍｍ的表面裂紋，不同涂層厚度下，其檢測(cè)精度分：（１）厚度小于０．１５ｍｍ的漆層對(duì)裂紋檢測(cè)精度的影響可以忽略不計(jì)；（２）厚度大于０．２５ｍｍ的漆層能降低裂紋檢測(cè)精度大約５０％；（３）當(dāng)漆層厚度達(dá)到０．２５ｍｍ時(shí)，雖可能檢查出孔壁存在裂紋，但是難以確定緊固件孔的邊界。如果不能清楚地確定出緊固件孔的邊界，則應(yīng)清除第13頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天渦流無(wú)損檢測(cè)的儀器設(shè)備應(yīng)用渦流無(wú)損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)飛機(jī)金屬結(jié)構(gòu)緊固件時(shí)常用的儀器設(shè)備主要有渦流儀器、旋轉(zhuǎn)掃描儀和試塊等（見圖２）。渦流儀器要能夠在３００千赫和500千赫之間工作。如：DefectoscopD2.831-Forster、NDT-19-Nortec、ElotstB1-Rohman等。旋轉(zhuǎn)掃描儀可用自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的探頭連接，探頭被打開時(shí)的速率通過渦流儀器的函數(shù)顯示出來。由操作員控制探頭通過一個(gè)緊固件孔運(yùn)動(dòng)的速率。第14頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天探頭分為可擴(kuò)展式探頭（見圖３）和旋轉(zhuǎn)式探頭(見圖４）兩種。第15頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天當(dāng)檢測(cè)緊密配合的緊固件孔時(shí)，應(yīng)采用可擴(kuò)展式探頭。依據(jù)所要檢查的緊固件孔的直徑來選擇探頭的直徑，如果使用的是旋轉(zhuǎn)式探頭，要確?？椎闹睆胶吞筋^的外徑差不超過０．０１０英寸；如果使用的是可擴(kuò)展式探頭，必須設(shè)置探頭進(jìn)入緊固件孔時(shí)有一個(gè)松的過盈配合，如果探頭配合過緊，探頭將迅速磨穿。緊固件孔的參考試塊，必須模擬裂紋缺口制作第16頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天渦流無(wú)損檢測(cè)的步驟實(shí)施渦流無(wú)損檢測(cè)時(shí)，要確定檢測(cè)位置與被檢測(cè)的緊固件孔的大小，從緊固件孔里面清潔松散的污垢和密封膠，目視檢測(cè)所有被檢孔表面情況，避免可能出現(xiàn)干擾的噪聲信號(hào)。在檢測(cè)過程中，可以使用內(nèi)窺鏡、反光鏡或其它光學(xué)儀器幫助視覺檢查，以檢查出毛刺、擦傷、腐蝕、孔變形等缺陷。具體的無(wú)損檢測(cè)步驟如下：（１）在確保旋轉(zhuǎn)掃描儀正常工作的情況下，低速、平穩(wěn)地移動(dòng)探頭，使之對(duì)于每個(gè)尺寸的緊固件孔都能進(jìn)行檢測(cè)；（２）標(biāo)記所有緊固件孔出現(xiàn)裂紋信號(hào)的位置，同時(shí)對(duì)那些有必要進(jìn)行清理的緊固件孔也要作標(biāo)記；（３）對(duì)上面必須進(jìn)行清理的緊固件孔做一個(gè)最低的０．０１６英寸（０．４１毫米）的清理工作；（４）再次檢測(cè)所有緊固件孔。第17頁(yè),共19頁(yè)，2024年2月25日，星期天參考文獻(xiàn)［１］代永朝，鄭立勝．飛機(jī)結(jié)構(gòu)檢修［Ｍ］．北京：航空工業(yè)出版社，２００６．［２］姜波．飛機(jī)檢測(cè)與維修實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］．吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，２００５．［３］斯而?。裼蔑w機(jī)結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展分析［Ｊ］．民用飛機(jī)設(shè)計(jì)與研究，２００６（４）：１０－１７．［４］徐可北．脈沖渦流檢測(cè)技術(shù)研究及其應(yīng)用的新進(jìn)展［Ｊ］．冶金分析，２００６，２６：１０．［