脉冲涡流和电磁声换能器双探头无损检测

在许多情况下，只应用一种NDT技术存在不足，这就迫使NDT操作人员使用一种以上的技术以保证检测出危害被检物使用寿命或功能的缺陷。但分别实施多种技术的检测，就会延长检验时间。介绍了一种新的NDT设施，采用两种不同的非接触无损检测技术进行互补，即电磁声换能器（EMAT）和脉冲涡流（PEC）探头。检测结果表明，脉冲涡流和电磁声换能器因是非接触，所以可应用于材料生产过程中的自动在线检验，也可用于在役检验。     

阵列涡流无损检测技术的研究及进展

介绍了阵列涡流检测技术的基本原理,并对一种应用于管材检测的阵列涡流探头的工作过程做了详细论述,通过实际应用证明该技术在管道在役检测、飞机及发动机复杂形状零件检测、焊缝检测等方面具有广泛的应用前景。     

涡流X-probe探头的试验及应用

探头是阵列涡流检测的关键部件,介绍了一种新型的内穿过式涡流阵列探头——X-probe。分析了X-probe探头的工作原理,并通过试验研究,归纳了X-probe探头检测的不同类型缺陷信号特征、支撑下缺陷响应以及伤深与相位的关系。并介绍了X-probe探头在核电厂凝汽器传热管涡流检查的应用情况。试验结果表明,X-probe探头能够获取缺陷轮廓并依据AF和CF通道的幅值分辨出缺陷方向。现场应用证实X-probe探头具有良好的管板区缺陷检出能力,能很好地检测分辨并测量周向复合缺陷的伤深。     

涡流检测提离效应的自动补偿

提离(Lift-off)效应是便携式涡流探伤仪探头在工件表面进行扫查时,由探头和工件的间距变化所产生的信号,在工件表面凹凸不平、粗糙和操作不当时都会发生。提高效应是涡流探伤时的一种干扰信号,会对缺陷的判断、定量定性带来影响。为了抑制提离效应,当前国产仪器普遍采用人工调节方法,即调节电路中的可调元件,反复选择最佳状态,这种操作较为复杂,不易平衡,调节的精度较低。为此,我们设想采用微型计算机对提高效应进行自动补偿,以自动提高补偿来代替手动提离补偿,经过反复的试验和仪器研制,成功地实现了目动平衡的构想,操作简便、平衡速度快、调节精度较高,取得了令人满意的效果。     

奥氏体不锈钢换热器管的涡流检测

介绍采用双频涡流技术检测奥氏体不锈钢换热器管。在对比样管上的检测试验发现,样管上的相位-壁厚减薄曲线与各类文献中的缺陷标准曲线存在较大差异。比较了自然缺陷与人工缺陷信号间的差异,分析了因换热器管在制造过程中形成的台阶状壁厚变化导致的伪缺陷信号。利用幅-相报警功能可辅助监控被检区域。结果表明,涡流检测速度快、成本低,可有效应用于奥氏体不锈钢换热器管的检测。     

Ф12mm不锈钢异型管件涡流检测

对内壁含肋的不锈钢异型管件进行了涡流检测试验。采用外穿过式线圈,通过涡流阻抗平面图分析和数据整理,比较了刻有人工缺陷的不锈钢异型管件和普通管件。结果表明,外穿过式线圈在最佳检测频率时可以检测出异型不锈钢管件表面深0.20mm的周向槽,同时与异型管件内壁宽10mm肋的信号分离,检测结果更可靠。     

航空发动机涡轮叶片涡流自动化检测试验研究

涡流检测技术对工件表面或近表面的缺陷有很高的检出灵敏度,且检测线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化。针对航空发动机涡轮叶片的复杂曲面人工检测难度大、效率低等问题,研制了一套六自由度机器人涡流自动化检测系统,该系统可自行对其工作空间、工作表面和运动学的工作特性进行分析研究;设计了多种典型涡轮叶片专用弹压式涡流检测探头,可自适应叶片形貌及叶片安装误差;开展了涡轮叶片检测自动扫查检测试验,优化了涡流检测的激励频率和自动扫查速度。结果表明:可弹压式涡流探头对叶片表面缺陷可自适应涡轮叶片的复杂表面,提高了自动化检测的精度,同时弥补提离变化和安装误差。当激励频率为1.25~1.75 MHz、扫查速度为30 mm/s时,检测灵敏度较高,能有效检出缺陷。相比于人工涡流检测方法,该自动化检测系统提高了叶片的检测效率。     

抽油杆差动式涡流检测探头的研制

抽油杆是油田机械采油系统的主要受力构件，工作中承受拉一拉交变载荷。现场调查表明，其主要失效形式之一是由于抽油杆表面存在裂纹源，应用双磁芯差动式涡流检测探头能够快速准确地检测抽油杆。介绍了抽油杆专用探头的设计原理及其应用情况。实验表明该探头满足现场使用的要求。     

脉冲涡流阵列缺陷成像检测技术

脉冲涡流阵列系统具有大面积、快速检测的优点,可用于金属表面裂纹的自动在线检测。在无损检测领域,应用成像技术可以直观地观测到被检测物体的缺陷位置及大小,提高检测人员的工作效率,促进无损检测技术的应用普及。设计了一套脉冲涡流阵列检测系统,包括脉冲涡流阵列探头。应用该系统对标准铝合金试件的缺陷进行了初步的成像处理,给出了标准铝合金试块缺陷成像检测结果,并指出今后的工作方向。     

涡流探头结构优化的实验研究

针对涡流检测中穿过式探头对某些缺陷不敏感、检测灵敏度较低等问题，对探头线圈的结构进行了设计，由于结构参数较多，采用正交试验方法进行了规划。对重新设计的一组探头进行了试验对比，从中选出检测效果较好的探头结构方式。     

基于双切向涡流的阵列探头设计及仿真

承压类特种设备在石油化工等行业应用广泛,然而,出于防腐等需要,承压设备外常涂有涂层,给检测带来了难度。针对涡流检测技术在带涂层检测中的应用,提出了一种基于双切向涡流的阵列探头,并对其阵列单元的性能和阵列探头的整体结构进行分析和设计。理论分析表明,所提出的阵列单元可消除激励线圈到接收线圈直接耦合信号的影响,同时,该探头能够同时实现对不同长度和不同角度裂纹的定量分析,进而提高裂纹的检测精度。此外,为减小提离效应对检测结果的影响,设计了带有弹簧的阵列探头结构,弹簧始终处于压缩状态,以保证在检测过程中探头的提离最小,该研究可为带涂层设备的检测提供一定技术支持。     

远场涡流检测中探头速度效应的数值分析

利用基于能量泛函的有限元数值分析方法计算和分析了远场涡流无损检测中探头的速度效应,显示了磁场随速度的变化情况,预估了缺陷响应随速度变化的规律。结果表明,检测探头的运动速度是探头设计及检测信号分析中应考虑的重要因素。     

304不锈钢相变条件下涡流检测频率选取仿真

304奥氏体不锈钢由于其本身组织特性,在制造和在役过程中会产生部分铁素体和马氏体并析出,使其具有一定的磁性,即相对磁导率肼大于1,试验测试结果表明：当不锈钢件形变量在20％以内,随着形变量的增加,试件的磁导率增加,并逐渐开始具有铁磁材料的磁特性,导致不锈钢涡流检测集肤深度降低,也改变了检测的最佳激励频率。此外,通过比较2种不同激励频率的选取方法可得,在不锈钢形变量20％以内,不锈钢形变量增大,其最佳检测频率倾向于降低,且小于100kHz。试验和仿真结果表明,304不锈钢压力容器最佳检测频率范围为40—100kHz。     

低频电磁/涡流无损检测技术的研究

介绍利用低频电磁／涡流法检测在役铁磁性铁、管材等部件的原理和初步应用情况。     

油气管道裂纹涡流检测探头的研制

分析了基于涡流传感技术的油气管道裂纹检测机理,开发了一种裂纹检测系统,研制不同结构参数的检测探头,对含裂纹试件进行扫查。试验结果表明,环形激励线圈的高度和匝数对探头的检测能力影响显著,减小线圈高度、增加匝数有利于提高探头的裂纹检测性能;研制的涡流检测探头可实现宽1 mm裂纹的有效检出。     

换热器管的多频涡流检测技术

针对H-3321换热器管在运行中多次发生泄露,利用差分内插式检测线圈,通过多频涡流检测技术对换热器进行涡流在役检测,有效地抑制了支撑板等干扰信号,提高了检测灵敏度,使得检测结果更可靠。同时对传热管所检测的结果进行了分析并提出了合理化建议。     

远场涡流检测技术的回顾

应用远场涡流检测技术检测导电管材,无论是铁磁的还是非铁磁的,正为人们广泛认识。这项技术用的是较简单的内部传感器,其中有一个激励源和一个置于远场空间的检测器。使用这项技术,可以以同样的灵敏度检测管壁内外表面的凹坑、裂缝和壁厚整体减薄。再者,如果将激励源和检测器信号间的相位滞后作为检测量,那么壁厚正比于相位滞后,而且提离效应很小。检测器区域的场以穿透式两次穿过管壁,而且那种直观的直接耦合在管内被大大削弱。人们熟知的涡流技术对凹坑和裂缝的检测能力已被扩展到能检测整个管壁,涡流信号与壁厚有线性的关系。对于钢,使用的频率范围是20～200Hz。图1为一具有代表性的远场涡流探头,它有一个螺管线圈式激励源和检测器。检测器可以是感应径向场式也可以是感应轴向场式,通常放在远场区域,距离激励源两至三倍的管径处。     

不锈钢管件裂纹深度的涡流阻抗分析

在利用外穿过式线圈对不锈钢管件进行涡流检测时,发现深度分别为0.10,0.15和0.20 mm的三种裂纹无法利用检测信号的相位角进行识别。针对这一现象,利用阻抗分析方法进行了计算,得出在不同检测频率下,管件表面从0.10～1.90 mm不同深度裂纹的相位角,以及上述无法区分的三种缺陷的幅值。在此基础上,制作了带有人工缺陷的试样管件并对其进行涡流检测。检测结果表明,根据检测信号幅值的大小,可将深度差异为0.05 mm的人工缺陷区分开,且检测结果稳定可靠。     

电磁超声和涡流组合检测方法

两栖装甲车工作环境恶劣,车体尤其是底部容易破损。提出了一种电磁超声和涡流组合检测的快速方法,利用电磁超声的激励信号在被测金属表面感应的涡流,实现表面和近表面缺陷的涡流检测,无须额外增加专门的涡流线圈及其激励电路。设计了组合检测系统和探头,对带有表面缺陷和内部缺陷的装甲钢试块进行了检测试验。结果表明,该方法可以实现装甲钢试块内部缺陷和表面裂纹的检测,比单一的电磁超声检测或涡流检测能获取更全面的有用信号。     

第十专题 用于金属材料性能无损检测的涡流检测探头

目前,很多金属管棒材和各类金属零部件的生产制造厂,主要用无损检测的方法来控制其成品和半成品的质量。其中,涡流检测的方法,由于其具有自动化程度高、检测速度快等优点而得到广泛应用。涡流检测装置在控制金属材料和金属零部件的成品或半成品的质量方面大致可分为两类,一类是金属材料的缺陷检测装置,另一类是金属部件的性能检验装置。在电子产品高速发展的今天,各类进口和国产涡流检测仪器的性能也得到不断提高,有的涡流检测仪器已达到了既可检测金属材料缺陷,又可检测金属零部件性能的智能化仪器,如:西德Foerster公司的Eddy Current Module(简称ECM)系列,就属此类的智能化涡流检测仪器。涡流检测装置除了须有先进可靠的涡流检测仪器来保证检测结果的可靠性外,探头也是其中十分重要的部分。其性能的好坏不仅决定了检测的灵敏度,也影响整个自动化检测设备的运行。本文将介绍一系列应用于不同生产条件和检测需求的涡流检测探头。 1 涡流检测探头检测信号的产生