第五专题 涡流探伤装置

随着科学技术的发展,对产品质量的要求越来越高,在生产过程中往往采用一种或多种无损检测方法来控制产品质量,涡流检测是其中的一种。它用于金属表面及近表面的质量控制,由于其检测速度快,不需加耦合剂,所以用于生产过程中产品的百分之百检测,人们经过多年的研制及生产实践,制造出各种各样自动化涡流检测装置,并大量用于生产。     

测定碳钢表面裂纹深度的一种涡流检测技术

由于热疲劳,在压力容器管嘴和环缝中会产生开裂.核设施中的管焊缝、支撑件焊缝以及反应堆池内的平板焊缝会由于裂纹而失效.高周疲劳也会使汽轮机转子中心孔表面产生开裂.磁粉和其它的表面无损检测方法常用来检测表面开口的裂纹,但不能用来确定裂纹深度.裂纹深度可用各种无损检测方法来测定,如超声衍射声程时间法(TOFD)、电压降法和涡流法.TOFD法难于在管嘴焊缝上进行测定,它最适用于评定>5mm的深裂纹.电压降法需要通过其它技术测出裂纹,对裂纹深度的估计精度则在很大程度上取决于裂纹阻档电流的能力.传统的涡流方法较易操作,但测定裂纹深度通常只能测<2mm的浅裂纹.     

近表面裂纹的低频涡流检查

1　不同的裂纹对涡流线圈阻抗的影响涡流探伤主要检查工件表面和近表面裂纹 ,裂纹对线圈阻抗的影响可视为电导率和几何形状两个参数的综合效应 ,同时 ,裂纹的大小、方向、埋藏深度和裂纹本身宽度的差异 ,对阻抗影响也不同 (图 1 )。下面我们用同种型号的放置式低频反射探头和同种测试程序对表面开口裂纹及不同埋深裂纹进行测试 ,以弄清裂纹在平面阻抗中的显示情况。图 1　不同埋深的裂纹及其阻抗由图可以看出 ,裂纹的长度和宽度恒定时 ,表面裂纹信号最强 ,随着裂纹埋藏深度的不同 ,信号幅度逐渐减少 ,导体中的涡流和表面涡流的相位不同 ,表…     

抽油杆的涡流探伤

介绍双通道涡流探伤仪组成的抽油杆无损探伤系统,根据抽油杆检测的特殊性在探伤系统中引入一个特殊的接口设备,用于完成检测探头的信号分配、预处理及系统控制。     

大型回转件表面形状自适应扫查在线超声波探伤系统

针对在机床上半精加工状态的大型工件进行在线超声波探伤的需要,考虑工件外形存在的不圆度、锥度等形面误差对超声波探头接触间隙稳定性的影响,提出一种基于改进Cardan悬架的型面变化自适应跟踪机构的设计方案。分析了跟踪扫查机理,设计了能自动适应大型回转体局部形状变化情况的扫查跟踪装置,使超声波始终沿工件法线方向入射,实现了回转体在加工同时的在线探伤。结合所开发的大型回转体超声波检测软件系统,基本实现了大型回转体在机床加工过程中在线自动超声探伤的需要。实际应用结果表明,开发的系统对于提高大型回转件检测质量和效率有较好的作用。     

涡流孔探装置的研制与应用

在飞机发动机叶片的原位探伤中，由于叶片处在不可视位置，很难进行探伤。常规孔探仪可对叶片进行目视检测，但只能发现宏观缺陷，无法检测微小缺陷及疲劳裂纹。涡流探伤法是飞机发动机叶片原位检测的理想方法。该方法不仅能进行宏观检测，也可检测叶片的疲劳裂纹。但由于叶片在发动机内，很难实施探伤操作，所以在探伤前，需要研制一种专用涡流孔探装置，     

非铁磁性金属薄层涡流测厚法

介绍用涡流法弥补超声法检测厚度〈1 mm的薄层非铁磁性金属的不足.推导了涡流线圈感抗简化公式,试验测量了厚度为25～250 μm的铝和25～500 μm的不锈钢,得出了其厚度与幅值的关系曲线,理论计算与试验结果吻合较好.最后根据简化公式进行了理论仿真.研究表明,涡流方法适合测量电导率低的薄层金属厚度,选用合适的低频,采用铁心线圈或考虑相位信息与提离的关系后,该方法可有效监控非铁磁性金属薄层的厚度变化.     

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。     

阵列涡流探头在钢管探伤中的实验研究

简要介绍了新型阵列涡流探头的工作原理、特点及用于钢管涡流探伤中的实验研究。     

基于脉冲涡流的薄壁铝型材通孔在线检测系统设计

薄壁铝型材在光伏系统领域有着广泛的应用。为了保证薄壁铝型材的质量,对薄壁铝型材在线检测提出更高的要求。应用脉冲涡流对薄壁铝型材进行在线检测,通过信号调理电路对信号进行过滤使信号以高低电平输出,单片机对输出的高电平进行计数统计完成薄壁铝型材通孔的检测,将不合格品及时分拣出来,从而保证薄壁铝型材的质量。     

老龄飞机金属结构腐蚀检测中的平面涡流阵列传感器仿真研究

环境腐蚀引起的剥蚀损伤、坑蚀损伤和腐蚀疲劳严重影响了老龄飞机飞行安全性,涡流阵列传感器具有的快速扫描检测能力和与被测件非接触的特点,满足了现阶段民航和军方对老龄飞机金属结构腐蚀检测的迫切需求.本文阐述了涡流阵列检测技术的基本原理,利用有限元方法建立了一种涡流阵列传感器的仿真模型,分析了提离距离对传感器输出特性的影响.研...     

管道腐蚀检测中新型脉冲涡流传感器的设计

提出了一种新型脉冲涡流传感器设计思路。它将脉冲涡流激励场从空间上转化为匀强涡流场,从而等效为一种自差分式的涡流检测技术,因此无需进行差分处理,可避免差分信号的不同步导致的检测精度和灵敏度不高。采用该新型脉冲涡流传感器对钢管腐蚀缺陷进行了检测,试验结果表明设计的传感器具有较高的灵敏度和检测精度。     

脉冲涡流技术对飞机结构内层裂纹缺陷的检测识别

如何检测老龄化飞机多层结构中的裂纹缺陷一直是无损检测领域的一个难点。脉冲涡流技术是一种可以对多层结构中缺陷进行有效检测的电磁无损检测技术。理论推导了脉冲涡流渗透深度的公式,得出适当的减小脉冲激励频率与增加占空比有利于检测深层缺陷。设计了实验系统与矩形传感器,对激励信号的频率与占空比进行了优化设计。对多层结构中的内层缺陷进行了实验,并对微弱的检测信号进行了必要的数据处理。实验结果证明脉冲涡流检测技术可以对内层裂纹缺陷进行有效的检测。脉冲涡流技术将会在航空无损检测领域发挥重大的作用。     

基于电涡流传感器的油罐车内部缺陷检测

设计了一种专门用于油罐车内部缺陷检测的电涡流传感器,研究了传感器的结构,建立了传感器的数学模型,并对传感器封装方法进行了分析,最后进行了系统测试。结果表明:该传感器可以实现无损检测,并且能安全有效地检测出油罐车的损坏情况,其灵敏系数为1 125.63mV/mm,且操作简单,检测速率快。     

多层铆接结构铆钉孔周裂纹的脉冲涡流检测

飞机多层金属铆接结构中铆钉周边裂纹的检测是无损检测领域中的一个难点和热点。基于脉冲涡流检测技术,设计检测探头,并对探头的激励线圈匝数、检测频率、接收传感器距铆钉距离等参数进行优化,研制一种使探头能够围绕铆钉进行旋转检测的装置。检测探头参数和传感器与铆钉之间的距离参数的变化对检测灵敏度的影响较大。旋转装置检测时：激励匝数为180匝、检测频率为100 Hz、探头与铆钉距离4 mm时,对于长度为1、2 mm的铆钉孔周边裂纹检测效果较好;对于长度大于2 mm的铆钉孔周边裂纹,探头距离铆钉10 mm的时候检测灵敏度较高。利用旋转装置检测和纯手动检测的结果对比表明,旋转检测装置能够很好地抑制探头与铆钉之间的距离变化带来的对信号的干扰,减少伪缺陷并提高检测效率。     

基于涡流阵列的裂纹检测仿真分析

分析了涡流阵列检测技术的基本原理。利用有限元方法建立了一种涡流阵列传感器的仿真模型,研究了裂纹检测时的输出信号特征,并考察了工作频率对输出特性的影响。研究表明,裂纹的出现会导致感应线圈输出信号的幅值和相位发生变化,随着激励信号频率的增加,涡流阵列传感器输出信号的差异变大,在3MHz左右时达到最大,然后减小。试验为该传感器的进一步研究及应用提供了参考。     

便携式钢轨疲劳裂纹检测装置的研制

基于脉冲涡流理论和应用信号处理技术等研制出一款便携式钢轨疲劳裂纹检测装置。对该装置各功能模块的技术特点和整体性能加以描述。试验表明，该装置在显著降低检测装置功耗的同时，仍可有效抑制提离现象对检测的影响，即在一个足够宽的提离范围内，仍可快速检测到被测件表面的裂纹。