第3章涡流检测技术.ppt

1、第三章涡流检测技术、3.1概述3.2涡流检测基础知识3.3涡流检测设备和设备3.4涡流检测方法3.5涡流检测诊断常用标准3.6涡流检测技术的应用、3.1概述3.1.1涡流检测基本原理3.1.2涡流检测的应用3.1.3涡流检测的特征3.1.4涡流检测的发展过程、 3.1.1涡流检测基本原理、3.1.1涡流检测基本原理、涡流检测利用电磁效应原理当涡流检测线圈中流过交变电流时，在线圈的周围产生交变磁场，当该交变磁场相对于导体运动时，在导体中感应出以旋涡状流过的电流。 原理随着涡电流所产生的感应磁场与原磁场重日式榻榻米，检测线圈的复阻抗发生变化。 导体内感应涡流的振幅、相位、流动的形状及其伴随磁场受到

2、导体物理特性的影响，进而影响检测线圈的复阻抗. 因此，通过监视检测线圈的阻抗变化，能够非破坏性地做评估导体的物理、过程性能。 3.1.2涡流检测的应用，3.1.2涡流检测的特点，表面或近表面缺陷检测只能适用于导电材料的非接触，耦合检测速度快，高温检测适用于异型材料和小零配件检测，易于实现3.1.3涡流检测的发展过程，1879年1950年代初，德意志的福星空卫视等人涡流修正的发展经过了三代。 第一代模拟计程仪设备第二代数字设备第三代智能设备当前涡流检测技术的研究方向： 1多频率涡流检测技术2远场涡流技术：次低频3深层涡流技术：次低频涡流和多频率涡流技术的综合4磁光涡流影像学技术，3.2涡流检测基

3、础知识， 3.2.1涡流检测相关的电学基础知识3.2.2涡流检测技术原理3.2.1涡流检测相关的电学和磁学基本知识，3.2.1.1金属的导电性3.2.1.2金属的磁特性3.2.1.3电磁效应，3.2.1.2金属的磁特性顺磁性质：感应磁场弱逆磁质：感应磁场弱，与外部磁场相反的物质，如铜。 强磁性质：铁元素、钴、镍、其合金等感应磁场强的物质。 磁导率：相对磁导率：3.2.1.3电磁效应、1电磁效应：通过闭合导电电路包围的面积的磁通量变化时，电路产生电流的现象。 法拉第感应定律感生电动势2 .自感应：线圈中流过交变电流时，线圈产生感生电动势的现象。 3 .相互感应：两个通电线圈相互激励感生电动势的现

4、象，3.2.2涡流检测技术原理，3.2.2.2涡流检测原理3.2.2趋肤效应和趋肤深度3.2.2.3涡流检测线圈的阻抗分析3.3趋肤效应：涡流集中于接近激励线圈的材料表面附近的交变电流激励磁场强度和涡流密度，深趋肤深度：当涡流密度衰减到其表面密度的1/e (36.8 )时对应的深度趋肤深度随受检材料的导电率、磁导率和激发频率的增大而减小。 涡流探伤能够达到的极限深度：涡流密度仅为其表面密度的约5点的深度3。、3.2.2.2趋肤效应和趋肤深度、3.2.2趋肤效应和趋肤深度、3.2.2.3涡流检测线圈的阻抗分析、1个线圈的阻抗2耦合线圈的阻抗3阻抗平面图、1个线圈的阻抗、2个耦合线圈的3阻抗平面图

5、3.2.2.4有效磁导率和特征频率、有效磁导率：为了简化阻抗分析，假设磁场不变磁导率变化，将其称为有效磁导率不变磁场变化无限长螺线管，3.2.2.4有效磁导率和特征频率，3.2.2.5涡流检测类似规律，类似规律：在频率比f/fg相同的情况下，不同试验片的有效磁导率导体内部的涡流分布、磁场分布根据f/fg而变化。 如果频率比相同，则几何上类似的不连续性缺陷(例如，由圆柱直径百分比表示的一定深度和宽度的裂缝)会导致相同涡流效应的有效磁导率改变。相似条件：模型试验的理论基础、3.2.2.6填充系数、填充系数、线圈归一化视阻抗：d-工件直径d-线圈直径、3.2.2.7影响线圈阻抗的因素、导电率硬度、应

6、力、精细结构检测相对磁导率mr的影响阻抗曲线切线变几何尺寸d的影响切线， 径向云同步变检测频率的影响阻抗曲线切线变化、3.3涡流检测器及设备、3.3.1涡流检测器3.3.2涡流检测探头(检测线圈)3.3.3比较试样。 指示检测涡流信息的步骤和识别影响因素的检测结果。 (基本回路)构成震荡器信号检测电路的放大器信号处理电路显示器和电源电路、3.3.1涡流检测器、1震荡器的射频波振荡频率从2MHz到6MHz，适合检测表面裂纹。 次低频振荡频率为50kHz100kHz，贯通深度大，适合检测表面下缺陷和多层结构中的第二层材质中的缺陷。 LC震荡器：振荡容易，频率调整方便，振幅大，频率稳定的双放大器要求

7、：低噪声，宽动态范围和低失真3抑制电路：通过信号的重日式榻榻米和平均的干扰作用去除4检测电路：振幅检测器，鉴相器5显示：电流校正显示，阻抗图显示，计算机数字处理和显示， 3.3.3.2.1检查线圈的分类3.3.2.2检查线圈的使用方式、3.3.2.1检查线圈的分类、1通过式线圈：小径管材、棒材、线材等检查2内通过式线圈：管道、深孔3定径套线圈：板材、脱衣舞材料和大径管材、棒材的表面检查、形状复原3.3.2.1检测线圈的分类、3.3.2.2检测线圈的使用方式、3.3.2.2检测线圈的使用方式、3.3.3比较试样、涡流检测器的灵敏度、极限分辨率、检测和鉴定参考标准(Reference Standa

8、rds ) inordertogivetheeddycurrentinspectorusefuldatawhileconductinganinning signalsgeneratedfromthetestspecimenmustbecomparedwithknow dsaretypicallymanufacturedfromthesameorver larmaterialasthetestspecimen.manydifferenttypesofstandardsexistforduetothevariet performed.the slidesprovideexamplesofspeci

9、fictypesofstandards . 参考标准(cont.).materialthicknessstandardsusedtohelpdeterminesuchthingsasmaterialthinningcausedbycorrosionorerosion 参考标准机架标准3360，参考标准(cont.)，ASME tubing pit标准3360， 参考标准(cont.)非确认(paint )标准(standardwithvariousthicknessofpaintonaluminumsubstrate .3.4涡流检测方法。 3.4.1涡流检测一般操作步骤3.4.2涡流检测的频

10、率选择3.4.3涡流检测信号分析3.4.4剥离效果及其抑制，3.4.2涡流检测的频率选择，被检查工件材料非磁性材料：射频波，数千赫磁性材料：3.4.3涡流检测信号分析， 相位分析法1同步检波法用于抑制直线状干扰作用电压的噪声(例如棒材的直径变化的干扰作用)，2不平衡桥法用于抑制圆弧状电压轨迹变化的噪声(例如剥离效果的干扰作用)，频率分析法振幅分析法，3.4.4剥离效果及其抑制、剥离效果抑制方法：多项式拟合法数字过滤烟嘴多频率测量模具心脏支架固定探头，3.5涡流检测诊断常用标准，1钛及钛合金管材涡流检测： GBT12969.21991基于人工标准缺陷的反应信号， 检查钛及钛合金管材连续性缺陷的涡

11、流检查方法是外径10 mm、60 mm、壁厚05mm-45mm的电容器和热交换设备2光圆钢筋的通过式涡流检测诊断标准： GBT112601996是光圆钢筋的通过式涡流检查时的比较试样、设备、步骤和结果的评价是直径2mm-100mm的光圆钢筋(包括钢丝) 的表面和近表面缺陷涡流检测中规定的直径小于2mm的钢丝涡流检测也可参照3铝和铝合金冷拔薄壁管材涡流检测诊断标准： GBT 51261985采用外通式涡流探伤法将冷拔空气高压管、普通管及其他一般用途的薄壁圆管被检管材的外径在6mm22mm之间，壁厚在0.5mm1.5mm之间。 4铜和铜合金接缝间谍涡流检测诊断标准： GBT52481998适用于铜

12、和铜合金接缝间谍(以下简称管材)表面或内部裂纹、夹杂、剥皮、凹痕等缺陷的涡流无损检验，所述规程是通过式线圈方法的激励频率范围为lkhz125khz。 检查管材的规格范围为：外径4mm50mm； 壁厚0.3mm3mm。3.6涡流检测技术应用，3.6.1涡流探伤1金属管材探伤2金属棒材，线材和线材的探伤3结构材料疲劳裂纹探伤3.6.2材质检查1材料成分和杂质含量的鉴别2热处理状态的鉴别3.6.3涡流厚度测量1油漆工层厚度测量2金属薄板或箔厚度的测量1探伤：金属管材探伤， 2检查：材料成分及杂质含量的鉴别，2检查：热处理状态的鉴别，3厚度测定：涂层厚度测定，Increasing paint thic

13、kness，焊接检验，钢管涡流探伤系统，钢管涡流探伤，工业线材检查，适合检测哪些材料的缺陷？ 2、趋肤效应及其影响因素是什么？ 3 .提离效果及其克服方法是什么？ 4 .涡流检测信号的显示方式是什么？ 第三章作业： 1、涡流检测的基本原理是什么？ 适合检测什么材料的什么样的缺陷？ 2、趋肤效应及其影响因素是什么？ 3 .提离效果及其克服方法是什么？ 4 .涡流检测信号的显示方式是什么？多频率频率周期性实例、多频率频率周期性实例(cont.)， multi-frequencyinstrumentsuallyrefertoequipmentthatcandriveinspectioncoilsat

14、morethantwofrequencieseithersequentially。 orsimultaneously.thistypeofinstrumentationisusedextensivelyfortubinginspectioninthepowergeneration。 chemicalandpetrochemicalindustries.theseinstrumentsareoftencapableofbeingcomputernetworkedandmayhaveasmanyasfourprobesattaababb 多频率直接计算机程序(cont.)， advantagesofmulti-frequency检查3333 allowsincreasedinspectioninformationtobecollect