第九专题 远场涡流无损检测技术

远场涡流技术是基于远场涡流效应的一种管道检测技术,它除了具有一般涡流检测的优点以外,对非铁磁性和铁磁性导电管的内外壁缺损具有相同的灵敏度而不受集肤效应的限制,一个探头能同时检测凹坑、裂纹和壁厚变薄等缺损,因此被认为是一种最有发展前途的管道检测技术。远场涡流技术早在40年代就被提出,50～60年代起有局限性应用。但当时由于机理不清楚,所以发展缓慢,直到80年代中期才又在若干发达国家引起重视,美、加、日等国相继投入了大量人力、物力进行研究和开发。1984年远场涡流技术先驱Schmidt TR依据实验,提出远场涡流现象中能量耦合     

远场涡流技术检测带翼片管的研究

远场涡流检测对高导电管的管壁上的缺陷非常敏感，具有透壁性。探讨应用远场涡流技术检测带翼片(散热片或金属隔板组件)钢管的有关问题，分析了管外翼片对远场涡流的耦合特性和缺陷信号的影响，得出了翼片响应信号与缺陷信号的关系及缺陷信号的提取方法。     

大口径管道远场涡流缺陷检测仿真建模

利用有限元分析软件ANSYS对大口径油气管道的远场涡流检测进行了仿真研究。根据远场涡流的特点,采取局部法进行三维仿真,即先对无缺陷的二维轴对称远场涡流模型做仿真,得到缺陷外围区域的磁场分布,再以此为边界条件对缺陷区域做三维仿真。该方案显著降低了模型的规模,提高了远场涡流缺陷检测仿真的效率和准确性,使得对大口径油气管道的远场涡流仿真得以在PC机上完成。     

轨道车辆带阻尼浆铝合金地板加强筋定位检测仿真与试验研究

轨道车辆带阻尼浆铝合金地板的隐藏缺陷检测受到加强筋的干扰,需要定位加强筋的位置。建立带阻尼浆铝合金地板的远场涡流检测模型,优化分析定位加强筋的最佳激励频率;根据加强筋宽度H与激励线圈外径D的大小关系,研究HD情况下的检测信号特征,建立远场涡流检测试验平台并开展地板加强筋定位检测试验验证。试验结果表明:当激励频率为0.6 kHz、5 mm厚非导电层下,该定位方法可完成3 mm宽的铝合金地板加强筋定位检测,试验结果与仿真结果一致,远场涡流检测技术可有效解决高速动车组带阻尼浆铝合金地板加强筋的定位检测。     

CNG储气井套管远场涡流检测的设备研制

在研究远场涡流理论的基础上,针对CNG储气井套管损伤的特点,设计研发一套远场涡流检测系统。重点阐述了激励线圈和检测线圈的功能及设计,该远场涡流检测系统可以用于CNG储气井套管损伤检测。     

涡流新技术在油罐底板腐蚀检测中的应用

突破了传统涡流检测的应用局限，介绍了油罐底板腐蚀涡流检测新技术，如远场涡流技术，相控阵技术和磁饱和技术等。建立了试验远场涡流检测系统。试验结果表明，采用涡流方法检测罐底腐蚀是可行的，探头的改进方式及质量对试验结果影响较大。为了达到对各种形状缺陷的有效诊断，提高检测灵敏度和准确性，还需进一步改进和完善远场涡流检测系统。     

金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测

鉴于脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测在金属构件损伤检测中的优势,提出一种非铁磁性金属构件缺陷的脉冲涡流近-远场复合定量检测探头。通过数值仿真,在系统分析电磁场能流密度的基础上,研究脉冲涡流近-远场检测信号特性及其对构件腐蚀减薄缺陷的响应灵敏度,剖析检测信号特征与缺陷尺寸参数间的关联规律。同时,搭建试验平台,进一步探究基于脉冲涡流近-远场复合定量检测的非铁磁性金属构件腐蚀减薄缺陷定量检测方法。仿真及试验结果表明,所提集成磁场直接和间接耦合分量的新探头构型可同时对金属构件腐蚀减薄缺陷实施脉冲涡流检测和脉冲远场涡流检测,增强了缺陷定量信息的有效拾取。     

电站锅炉水冷壁管远场涡流检测

电站锅炉水冷壁管泄漏事故将影响到机组的安全、经济运行。利用远场涡流检测技术可发现在役水冷壁管的金属缺陷。介绍了远场涡流检测技术的原理、特点以及检测工艺等。采用高性能涡流检测系统,配合外置式多通道探头,对电站锅炉在役水冷壁管进行远场涡流检测,取得了良好的效果,为电站锅炉质量监督和安全运行提供了行之有效的手段。     

远场涡流检测技术在垃圾发电锅炉水冷壁检测中的应用分析

生活垃圾焚烧发电锅炉水冷壁存在腐蚀凹坑、磨损减薄和疲劳裂纹等缺陷。文章阐述了采用远场涡流技术检测在役生活垃圾焚烧发电锅炉水冷壁的适用性与优点,结合Ferroscope308远场涡流管线内外壁检测系统,介绍了垃圾发电锅炉水冷壁远场涡流检测的工艺要点与实例。最后总结了远场涡流检测技术应用于生活垃圾焚烧发电锅炉水冷壁检测时,具有数据可靠性高、工作效率高和使用方便等优点。     

铁磁性材料热交换管的远场涡流检测探讨

介绍铁磁性热交换管的远场涡流检测技术，指出了采用远场涡流技术检测铁磁性热交换管时存在的问题。结论得出，远场涡流技术的缺陷检出灵敏度很大程度上取决于缺陷的性质，由于热交换管支撑板信号的影响，很容易导致支撑板下或附近小缺陷的漏检。     

远场涡流（RFEC）检测技术在电厂钢管检验中的应用

对远场涡流检测技术理论作了研究分析，介绍了远场涡流检测技术在国产首台六十万千瓦机组的高压加热器钢管检验中的应用及其取得的良好效果。     

新型脉冲远场涡流传感器检测性能的仿真分析

远场涡流技术由于不受集肤效应的限制,其可实现原位检测的优点成为解决大厚度非磁性金属平板的有效途径。在前期研究工作基础上,介绍了新型非磁性平板构件脉冲远场涡流传感器的设计原理,并仿真分析了基于连通磁路传感器对不同走向缺陷及不同厚度平板的检测能力。结果表明：将脉冲远场涡流技术应用至非磁性金属平板检测时,检测信号所受扰动主要是缺陷对感应涡流的扰动,而非缺陷对磁场的扰动,这与其检测铁磁性材料存在根本的区别,同时,其可检测的板材厚度达到了25 mm,研究结果为脉冲远场涡流技术在航空领域的应用提供了有益的探索。     

管道远场涡流安全诊断技术

简述远场涡流检测技术的基本原理,从检测理论模型、检测传感器、检测信号处理技术、检测信号影响因素、检测技术工程应用等方面,对远场涡流检测技术作出论述,并指出远场涡流检测技术的理论研究和应用研究的发展趋势。远场涡流检测技术采用内通过式检测方式,可对在役运行小直径钢管管道的缺陷进行检测,是一种有发展前景的管道无损检测技术。     

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。     

加氢裂化在役高压空冷器翅片管束的涡流检测

针对炼油加氢高压空冷器翅片管的腐蚀特点,采用远场涡流和常规涡流检测技术相结合的方法进行检测。重点介绍了在役空冷器翅片管的涡流检测方法,并将检测结果和解剖结果进行了对比验证。对此表明,采用远场涡流和常规涡流相结合的方法可以比较准确可靠地检测出空冷器翅片管的腐蚀情况,为判断空冷器的使用情况提供了可靠的依据。     

远场涡流检测技术在反应流出物空冷器碳钢管束检测中的应用

反应流出物空冷器管束在使用过程中由于各种原因会造成腐蚀穿孔，引起高压高温介质泄漏，因此需要定期进行检测。讨论了远场涡流技术在带翅片和不带翅片碳钢管束上的应用，比较了两种情况下远场涡流检测能力的差异，包括对比试样的制备、检测灵敏度和检测参数的选择等，并提出了带翅片碳钢管束的远场涡流检测方法。     

相位放大技术在远场涡流检测中的应用

远场涡流(RFEC)技术是一种能穿透金属管壁的低频涡流检测技术,该技术适合于金属管道,尤其是铁磁性管道的在役检测.但是,由于远场涡流检测时频率低且相位变化微弱,为了更好地通过远场信号分析判断被检样品的不同缺陷,仪器必须具备相位放大功能.简要介绍爱德森公司研究开发的涡流相位放大技术.     

高压加热器热交换管远场涡流检测技术的实验研究

介绍运用高性能的远场涡流检测设备，利用解剖报废高压加热器获取真实的在役热交换管、隔板试样及缺陷管段进行高压加热器热交换管远场涡流检测技术实验研究，实验结论对高压加热器热交换管的涡流检验有重要指导意义。     

加热器碳钢管内插式探头涡流探伤试验

用内插式探头磁化涡流和远场涡流检测技术对８个电厂４８台加热器碳钢管进行了检测,试验结果表明,磁化涡流对碳钢管道孔和内壁缺陷检测灵敏度较高,对外壁缺陷检测灵敏度较低,容易区分内外壁缺陷;远场涡流对碳钢管通孔检测灵敏度较低,地内外壁缺陷检测灵敏度较高,但难以区分内外壁缺陷。     

铸钢-铝合金铆接构件的远场涡流检测工艺研究

对铆接结构的板间间隙进行了远场涡流检测试验研究,建立了铆接结构间隙的远场涡流检测有限元仿真模型,研究了激励电流和激励频率对虚部的影响,在此基础上优化了远场涡流传感器的激励参数。对比分析了实部、虚部特征量对间隙进行定量表征的效果。结果表明,优化后的最佳激励频率为100 Hz,检测信号幅值虚部为定量评估间隙的最优特征量。试验测试结果与仿真结论相吻合,规律一致。