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涡流探伤仪原理和检测难点

2021-07-09     来源:南京博克纳    关键词:涡流探伤仪原理和检测难点     浏览量:56

  涡流探伤原理是用激磁线圈使导电构件内产生涡电流,借助探测线圈测定涡电流的变化量,从而获得构件缺陷的有关信息。按探测线圈的形状不同,可分为穿过式(用于线材、棒材和管材的检测)、探头式(用于构件表面的局部检测)和插入式(用于管孔的内部检测)三种。目前有实力的铜管企业用的比较多的是德国FOERSTER涡流检测探伤仪,该探伤仪采用穿过式+旋转式三通道检测。激励线圈,采用高频振荡电流,产生振荡磁场,振荡磁场使金属试样产生涡流。涡流的作用是产生反磁场,使L2产生电流,L2是由正向绕阻和反向绕阻组成的线圈,如果材料比较均匀,正反绕阻产生的电流互相抵消。如果材料上有缺陷,先检测到的绕阻与其反绕阻就存在电势差,在L2上,就会有电压显示。如果材料上有一纵向长缺陷,缺陷的变化均匀,大小一致,那么,L2绕阻上电势差就会较小或没有电势差,所以难以检测到纵向长缺陷。穿过式线圈只能够检测到裂纹、夹渣、气孔、凹坑、碰扁等点状缺陷或横向缺陷,能够较好控制产品的泄漏,代替水压试验检漏。但对于纵向长缺陷则难以发现,所以在用户使用中有可能出现扩口裂、胀管裂等现象。

  当材料上有缺陷时,前面的线圈首先检测到缺陷,线圈L2就有电势差,能清晰的检测到缺陷。如上图所示。但是目前旋转头的转速高只有18000r/min,安装双通道的探伤仪,探头轨道宽度为5rain,两个探头的宽度10ITln],所以要达到100%探伤材料的运行速度高不能超过180m/min。但是目前大多数公司现有的精整机的运行速度为350~400m/min,没有一台机器的速度小于300m/min。所以旋转头在高速运行探伤时,探头扫描的覆盖率只有43%左右,对长度低于10Irlin的缺陷,会产生明显的漏检。另外一个因素是旋转头的检测灵敏度如果提的太高,会检测出较多的不影响使用缺陷,引起伤点过多使产品报废。为防止发现缺陷的数量太多,增加了一个短缺陷抑制功能,不达到一定长度的缺陷不产生报警。所以单独的旋转头探伤方法只能控制一定长度以上的长条形缺陷,对于横向缺陷和短缺陷不能检测出来。为了克服旋转式探伤的缺点和穿过式探伤方法的不足,大多数公司引进了穿过式+旋转式涡流探伤方法。

  检测的难点

  现在所使用的旋转校准人工伤,也可称作标准样管,一般用微型锯制作,现在精度高的用电火花刻伤机制作。现场用的校准人工伤是20nlna×0.1m//1×0.06mm(长×宽×深)的刻槽,对于校准人工伤,探伤仪有足够的灵敏度余量,但是在实际生产过程中发现部分线性锯齿伤,探伤仪没有探测出来的情况,即使是有的锯齿伤深度达到或者超过了标准样管。标准样管是模拟的横向裂纹、划伤等自然缺陷,探伤仪对这样的缺陷灵敏度比较高,这是因为铜管表面感应的涡流畸变量较大,反应到测量线圈上表现的缺陷信号幅度比较大,因此这样的缺陷比较容易探测出来。而锯齿伤的形成有一点特殊,在成型加工前,它的形状和标准样管的缺陷有点类似,从原理上讲,这样的缺陷探伤仪也有足够的灵敏度和信噪比把它探测出来。但经过成型旋压后,原来的缺陷空隙被碾平,这样感应的涡流畸变量就大大减弱了,相应的缺陷信号就比较弱,若本身的缺陷深度和宽度又比较小,那么从测量线圈检测的信号就十分弱,甚至淹没在噪声信号之中,很难提取出来,造成探伤仪漏检。所以对比较细小的锯齿伤,对旋转探伤仍然是一种挑战。

  解决方案

  对于目前出现漏检的锯齿伤,可分两种考虑,第一种情况是,旋转探伤有缺陷信号,但是未能达到报警电平;第二种情况是旋转探伤无明显信号,从曲线上很难判断铜管本身有缺陷。第一种情况的解决方案目前有2种:第一,提高灵敏度或者降低报警电平。这种方法好处是把一些临近报警电平的有缺陷的铜管检测出来,对检测锯齿伤有些帮助,但是灵敏度毕竟不能无限制的提高,提的太高,随之而来的是噪音信号也跟着急剧增加,对产品的成材率影响非常大,有些得不偿失。同样的道理,降低报警电平效果也是一样的。只能利用试验和经验来设置一个合适的灵敏度和报警电平,使之尽可能的在探出缺陷的同时兼顾成品率。事实上现在所设置的灵敏度已经不低了,所以单独靠用这一种方法不能完全解决问题;第二种方法是利用探伤曲线评价,一线操作工人现场操作,发现探伤曲线异常,及时检查确认铜管表面质量。另一方面,探伤工程师及巡检人员在线监控探伤曲线,及时记录,发现曲线异常及时与现场沟通,确认铜管表面质量。目前,这项工作已在进行中,收到了不错的效果。第二种情况的解决方案比较棘手,出现这种情况,往往线性锯齿伤深度浅,宽度小,即使是旋转探伤也不是很敏感,探伤曲线没有明显的异常,目前的解决方案是一线工人加强检查,做到每盘必检;另外一方面,技术人员加强抽查力度。

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