不锈钢焊管的涡流探伤检测原理和注意事项

不锈钢焊管涡流探伤检测原理

不锈钢焊管涡流探伤测试是一种检测方法，可用于各种目的，包括检测不锈钢焊管的裂纹和腐蚀、不锈钢材料和涂层厚度测量、不锈钢材料识别以及某些材料的热处理条件。 该过程依赖于称为电磁感应的材料特性。 当交流电流通过导体（例如铜线圈）时，线圈周围产生交变磁场，随着交流电流的上升和下降，磁场扩展和收缩。 如果线圈接近另一个电导体，则线圈周围的波动的磁场会渗透材料，并引起循环或涡流在导体中流动。 这种涡流又开发出自己的磁场。 这个“次级”磁场与“初级”磁场相反，从而影响线圈中流动的电流和电压。 正在检查的材料的电导率的任何变化，例如近表面缺陷或厚度差将影响涡流的大小，并且可以使用初级线圈或第二检测器线圈检测该变化。 这形成了涡流探伤检测技术的基础。

与任何检查方法一样，涡流探伤测试也有优缺点。 该方法只能用于导电材料，尽管可以检查所有的金属，但是涡流的穿透深度是不同的。涡流密度越高，表面缺陷敏感度越高，检测结果准确度随涡流深度而降低，降低速率取决于金属的“导电率”和“渗透率”。 材料的导电性影响穿透深度，在高导电性金属中表面具有更大的涡流流动，并且随后在金属如铜和铝中的渗透性降低。

渗透性是材料可以被磁化的容易程度。 渗透性越大穿透深度越小。 “非磁性”金属如奥氏体不锈钢，铝和铜具有非常低的渗透性，而铁素体钢的磁导率是它的几十倍。

可以通过改变交替电流的频率来改变穿透深度 – 频率越低穿透深度越大。 不幸的是，随着频率的降低以使得这种更大的穿透性、缺陷检测灵敏度也降低。 因此，对于每个测试，存在最佳频率以给出所需的穿透深度和灵敏度。

被称为“标准穿透深度”的参数，被视为涡流值降低到表面37％的深度，可以从导磁率，金属的导电率和交替频率来计算电流在探头中。 通常认为标准穿透深度是可以判断检测效率的标准，尽管可以在高达三倍的深度检测涡流的变化。 可以使用简单的计算来选择最佳探针频率。

不锈钢焊管涡流探伤检测注意事项

对于任何特定的检查如缺陷尺寸、材料厚度、热处理条件等的测量精度主要取决于检查中使用的线圈（或线圈）的设计，而检测能力也由材料特性和设备特点决定。因此，探针的选择对于精确的结果至关重要。

一些检查涉及扫描多个频率以优化结果，或者通过多个线圈进行检查，以获得检测所有可能缺陷所需的最佳分辨率和穿透率。 为每个应用程序选择正确的探针始终是重要的，以优化测试性能。

因此，涡流探伤操作员面临着导电性和渗透性的物理性质在操作者控制之外的材料。 可选择的参数是探头尺寸，探头类型和交流电频率，根据测试要求进行选择，即裂纹检测、腐蚀深度、涂层厚度、热处理条件等。一些设备设计为使用多个频率或使用多个探头，以优化测试性能并实现最佳的检测性能和深度的穿透。结果显示为数字读出，用于更简单的检查，如厚度测量或显示在示波器屏幕上，作为电阻与感抗的XY显示。 这给出了一个特征曲线，其形状和尺寸可用于检测和尺寸的缺陷，以确定热处理条件，或者作为快速分选测试，建立合金的类型。

除了选择最佳频率之外，探头的尺寸可以变化 – 大直径线圈将检查更大体积的金属，从而减少检查时间 – 小直径探头更灵敏，更适合检测小型缺点 大直径探头通常用于检测铸件和锻件中的大的亚表面缺陷以及检测腐蚀; 用于检测裂纹的小直径铅笔型探针。 焊缝检查需要特殊的探针，以减少穿过焊缝的渗透率变化的噪音。

如前所述，涡流测试可用于各种检查任务。 其中主要的是使用铅笔探针检查焊接接头作为更常规的磁性颗粒或液体渗透检查技术的替代品。 主要的优点是该方法可以在水下使用，并且可以用于通过油漆和其它涂层扫描焊缝。 关于诸如裂纹和缺乏熔合的线性缺陷的检测，缺陷应当理想地直角地破坏涡流的线 – 如同磁流体的平行于涡流的检测缺陷可能仍未被检测到。 因此，重要的是焊缝沿正确的方向扫描。能够检测到长度为0.5mm，长5mm的裂纹。

环形线圈用于自动化在线管检查，焊接管线使用局部探针进行焊缝检查。

通过测量金属的导电性，可以识别和分选黑色金属和有色金属以及某些合金 – 特别是铝合金 – 也可以建立热处理条件。 低频探头用于检测广泛腐蚀，特别是在航空航天工业中用于检查飞机外观。 可以使用特殊设计的“线轴”探头来检查管道孔中是否存在点腐蚀或腐蚀的迹象，还有专门用于检查螺栓孔孔的裂缝的探头。

如果涂层不导电，则测量组件与探针的接近度也可用于确定涂层厚度。 探针尖端与导电表面的距离“剥离”导致涡流变化，这是可测量的。

所有系统必须使用适当的参考标准进行校准 – 对于任何NDT方法，这是任何涡流检查程序的重要组成部分。 校准块必须具有相同的材料，热处理条件，要测试项目的形状和尺寸。 对于缺陷检测，校准块包含模拟缺陷的人造缺陷; 对于腐蚀检测，使用不同厚度的校准块。

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