涡流探伤在焊管行业的应用

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涡流检测技术在钢轨焊缝探伤中的应用

涡流检测技术在钢轨焊缝探伤中的应用

0 引言钢轨焊缝是无缝线路的重要组成部分,是确保钢轨连续性、平顺性的关键环节,但也是钢轨轨条的薄弱处所,是钢轨伤损频发的重灾区和断轨的高发区[1]。

尤其是铝热焊缝,受焊接工艺所限,其强度仅相当于钢轨母材的60%~70%,自身不足再加上外观复杂的几何形状及焊接过程中复杂的应力,使铝热焊成为伤损频发或折断的高发区。

以中国铁路太原局集团有限公司(简称太原局集团公司)为例,2017年全局检查发现重伤钢轨4 261处,其中重伤焊缝2 931处(见图1),占重伤总数的68.8%;2017年断轨情况见图2。

焊缝伤损引发的断轨数占断轨总数的78%,而焊缝断轨中铝热焊占比则高达89%。

从以上数据不难看出,铝热焊的质量检测是防断工作的根本。

1 现状分析当前钢轨焊缝探伤主要采用超声波探伤方式。

超声波探伤具有灵敏度高、穿透性强、成本低廉、技术成熟等优势,在钢轨防断工作中发挥了重要作用[2-3],但超声波探伤在焊缝探伤的实际应用中也暴露出以下3方面问题:(1)超声波探伤自身存在不足。

受检测工件探测面耦合状态、超声波自身近场区干扰和阻塞效应的影第一作者:段春辉(1978—),男,工程师。

E-mail :****************通信作者:石洪生(1978—),男,工程师。

E-mail :*******************涡流检测技术在钢轨焊缝探伤中的应用段春辉1,石洪生2(1. 中国铁路太原局集团有限公司 工务处,山西 太原 030013;2. 大秦铁路股份有限公司 茶坞工务段,北京 101402)摘 要:钢轨焊缝是无缝线路的重要组成部分,是确保钢轨连续性、平顺性的关键环节。

由于受自身技术条件限制,焊缝成为钢轨轨条的薄弱处所,是钢轨伤损频发的重灾区和断轨的高发区。

通过对焊缝断轨情况及既有焊缝探伤技术的分析,探讨将涡流检测技术应用于焊缝探伤中的可行性,并对试块检验和现场实际应用进行论述。

关键词:钢轨;焊缝;探伤;涡流检测中图分类号:U213.4 文献标识码:A 文章编号:1672-061X(2019)02-0015-04DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2019.02.015图1 2017年度太原局集团公司钢轨伤损数据2 9311 330其他伤损 焊缝伤损响,超声波探伤对于工件近表面的微小裂纹不敏感,而太原局集团公司为货运大局、重载大局,尽管现场焊探伤周期较《铁路线路修理规则》(简称《修规》)进行了加密(《修规》规定现场焊探伤周期为2遍/年,实际加密为3遍/年),但探伤周期仍达到4个月,重载铁路运输繁忙,没有给探伤人员观察伤损发展的时间,一些微小裂纹如不能及时发现就可能发生断轨。

钢管焊缝检测在火电厂高压管道施工中的应用技术

钢管焊缝检测在火电厂高压管道施工中的应用技术

钢管焊缝检测在火电厂高压管道施工中的应用技术钢管焊缝检测在火电厂高压管道施工中起着至关重要的作用。

通过检测焊缝的质量,可以确保管道的安全运行。

本文将介绍几种常见的钢管焊缝检测技术,并探讨其在火电厂高压管道施工中的应用。

一、无损检测技术无损检测技术是一种非侵入性的检测方法,可以在不破坏焊缝的情况下评估其质量。

常见的无损检测技术包括超声波检测、射线检测和涡流检测。

1. 超声波检测超声波检测利用声波在材料中传播并反射的原理,可以检测出焊缝中的缺陷和瑕疵。

它可以检测出焊缝中的气孔、夹杂物、裂纹等问题,并提供定量的缺陷尺寸和位置信息。

超声波检测设备操作简便,对管道的影响较小,因此在火电厂高压管道施工中被广泛应用。

2. 射线检测射线检测利用射线(如X射线或γ射线)穿透材料,检测出材料内部的缺陷。

它可以检测出焊缝中的气孔、夹杂物和裂纹等问题,并提供缺陷的定性和定量信息。

射线检测对操作人员的放射安全有一定要求,因此在使用时应当严格遵守相关安全规定。

3. 涡流检测涡流检测利用涡流感应原理,通过检测其对电流的影响来评估焊缝的质量。

它可以检测出焊缝中的表面裂纹、孔洞等问题,并提供缺陷的定性和定量信息。

涡流检测设备操作简便,对环境的干扰较小,因此在火电厂高压管道施工中被广泛应用。

二、破坏性检测技术破坏性检测技术是一种侵入性的检测方法,通过破坏焊缝来评估其质量。

常见的破坏性检测技术包括断口检测、金相检测和拉伸试验。

1. 断口检测断口检测通过将焊缝切割并观察其断口形貌,来评估焊缝的质量。

不同的断口形态可以反映出焊缝的不同缺陷类型。

断口检测需要对焊缝进行破坏性处理,因此在实际施工中使用较少。

2. 金相检测金相检测通过对焊缝进行金相腐蚀和显微观察,来评估其微观结构和质量。

金相检测可以检测出焊缝中的气孔、夹杂物和晶粒尺寸等问题,并提供定性和定量的结构信息。

金相检测需要对焊缝进行破坏性处理,因此在施工中使用较少。

3. 拉伸试验拉伸试验通过对焊缝进行拉伸试验,来评估其力学性能和强度。

焊管涡流探伤

焊管涡流探伤

所谓焊管涡流探伤,是利用涡流技术对焊管进行检测,这类检测是以无损为前提的。

同时,我们需要明确的是,焊管通俗来讲,就是我们平时常常说的钢管,是通过焊接的钢管。

对于涡流探伤技术,我们来详细了解一下。

1、涡流探伤的定义:涡流探伤是利用交流电磁线圈在金属构件表面感应产生的涡流遇到缺陷会产生变化的原理,来检测构件缺陷的无损探伤技术。

利用电磁感应原理用激磁线圈使导电构件内产生涡电流,借助探测线圈测定涡电流的变化量,从而获得构件缺陷的有关信息。

涡流探伤是以交流电磁线圈在金属构件表面感应产生涡流的无损探伤技术。

它适用于导电材料,包括铁磁性和非铁磁性金属材料构件的缺陷检测。

由于涡流探伤,在检测时不要求线圈与构件紧密接触,也不用在线圈与构件间充满藕合剂,容易实现检验自动化。

但涡流探伤仅适用于导电材料,只能检测表面或近表面层的缺陷,不便使用于形状复杂的构件.在火力发电厂中主要应用于检测凝汽器管、汽轮机叶片、汽轮机转子中间孔和焊缝等。

2、涡流探伤的原理:交流电通入线圈时,若所用的电压及频率不变,则通过线圈的电流也将不变。

如果在线圈中放入一金属管,管子表面感生周向电流,即涡流。

涡流磁场方向与外加电流的磁化方向相反,因此将抵消一部分外加电流,从而使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。

管的直径、厚度、电导率和磁导率的变化以及有缺陷存在时,均会影响线圈的阻抗。

若保持其他因素不变,仅将缺陷引起阻抗的信号取出,经仪器放大并予检测,就能达到探伤目的。

涡流信号不仅能给出缺陷的大小,同时由于涡流探伤时可以根据表面下的涡流滞后于表面涡流一定相位,采用相位分析能判断出缺陷的位t(深度)。

3、涡流探伤的分类检测线圈在涡流检验中,为了适应不同探伤目的,按照检测线圈和被检构件的相互关系分为穿过式线圈、内通式线圈和放里式线圈三大类。

如需将工件插入并通过线圈检测时采用穿过式线圈。

对管件进行检测时,有时需把线圈放入管子内部进行检验,则采用内通式线圈。

远场涡流无损检测技术在电厂中的运用

远场涡流无损检测技术在电厂中的运用

远场涡流无损检测技术在电厂中的运用在电力行业的日常运转过程中,无损检测技术运用的相对来说比较广泛,但是在处理复杂的工件检测的时候仍然会存在一些问题,随着科学技术的不断发展,远场涡流无损检测技术解决了目前出现在带保温层管道、螺栓、汽轮机叶片的问题,促进了无损检测技术的发展,也为电力行业的发展奠定了坚持的基础。

本文主要是对远场涡流无损检测技术做简要的叙述,在电厂中实际的运用做出探索,以及对于远场涡流无损检测技术在未来的发展做出展望。

标签:远场涡流无损检测;技术;电厂远场涡流无损检测技术是由内通过式和外扫描式组成,它是一种能够穿透金属管壁的低频电磁检测技术,由激励线圈和检测线圈组成,激励线圈的主要工作内容是利用低频交流电产生的磁场穿透管壁之后将信息传递给检测线圈,检测线圈在接收信号之后对管子的内部情况进行检测,通过检测线圈的数据和检测情况对管壁的情况进行判断,进一步完成检测的任务。

在现代电厂的运用过程中,远场涡流无损检测技术运用的比较广泛,能够很好的改善和解决现代电力行业出现的问题,本文主要以远场涡流无损检测技术在电厂中的运用为基础进行探索。

1 在电厂锅炉水冷壁管中的运用在电厂工作的过程中,电厂锅炉的水冷壁管在长期的运转过程中由于受到煤灰和烟气等等因素的侵蚀,很容易出现腐蚀、磨损的问题,造成了材料的性能劣化,如果在工作的过程中出现蒸流或者是管内的气压比较高,那么很可能就会产生水冷壁管的泄露或者是爆管,造成了电厂的锅炉工作不能正常的运转,带来巨大的经济损失,因此无损检测技术的运用特别的重要,在检测的过程中,能够及时对损伤的部位进行及时的修复,及时的发现问题解决问题,避免事故的产生,对于电厂的发展奠定了基础,具有非常重要的现实意义[1]。

远场涡流无损检测技术在电厂锅炉水冷壁管中能够从宏观和微观的方面对水冷管壁进行检测,能够直观的检测内外壁局部产生的腐蚀现象,以及管壁的均匀减薄,也能微观的检测到氢损伤和热疲劳裂纹等缺陷,并且在检测的过程中,无损检测技术能够不需要直接的接触表面,不需要脚手架,不需要进行特殊的清理,整体的检修工期时间短,一方面是减少了检测人员的组织队伍,另一方面在检测的过程中降低了成本,节约了时间[2]。

天津钢管涡流探伤仪原理

天津钢管涡流探伤仪原理

天津钢管涡流探伤仪原理一、引言钢管是现代工业中常用的一种材料,广泛应用于建筑、石油、化工、能源等领域。

为了确保钢管的质量和安全性,常需要进行非破坏性检测。

涡流探伤技术作为一种常用的非破坏性检测方法,被广泛应用于钢管的质量检测中。

本文将以天津钢管涡流探伤仪的原理为主题,详细介绍其工作原理和应用。

二、涡流探伤原理涡流探伤原理是基于法拉第电磁感应定律和涡流的作用原理。

当涡流探伤仪靠近钢管时,涡流探伤仪中的线圈会产生一个交变磁场。

如果钢管中存在缺陷,如裂纹、腐蚀等,将会改变磁场的分布情况。

根据法拉第电磁感应定律,磁场的变化会在钢管中产生涡流。

通过检测涡流的变化,可以判断钢管是否存在缺陷。

三、天津钢管涡流探伤仪的工作原理天津钢管涡流探伤仪主要由发射线圈、接收线圈、信号处理器和显示器等部分组成。

其工作原理如下:1. 发射线圈产生交变磁场,将磁场引入钢管中。

2. 钢管中的涡流受到磁场的影响,产生一个反向的磁场。

3. 接收线圈接收到钢管中的反向磁场信号,并将信号传输给信号处理器。

4. 信号处理器对接收到的信号进行处理,分析涡流的变化情况。

5. 显示器显示出涡流的变化情况,以便操作人员进行判断和分析。

四、天津钢管涡流探伤仪的应用天津钢管涡流探伤仪具有以下特点和应用优势:1. 高灵敏度:涡流探伤仪可以检测到微小的缺陷,如毛细裂纹和腐蚀。

2. 高效率:涡流探伤仪可以对钢管进行快速的检测,提高工作效率。

3. 高精度:涡流探伤仪可以对缺陷进行精确的定位和分析。

4. 高可靠性:涡流探伤仪的检测结果可靠,能够有效地预防钢管的事故和故障。

5. 广泛应用:天津钢管涡流探伤仪适用于各种类型的钢管,包括焊接钢管、无缝钢管等。

五、总结天津钢管涡流探伤仪是一种基于涡流探伤原理的非破坏性检测设备,具有灵敏度高、效率高、精度高和可靠性高等优势。

它在钢管质量检测中发挥着重要作用,可以帮助企业确保钢管的质量和安全性。

随着科技的不断进步,涡流探伤技术将会得到更广泛的应用和发展。

远场涡流无损检测技术在管道中的应用

远场涡流无损检测技术在管道中的应用

O 引言
涡流检测尽管 已有一百多年 的历史 , 但是至今 仍未成熟 ,
并且也未停止其发展 步伐 。应 用领域 的不 断拓展 、 检测要 求 的不断提高为其提供 了发展 的动力 , 信号分析 与处 理 、 传感 技 术、 电子技术及计算机技术 等相关 学科的发展 , 则为涡 流检测 的发展提供 了技术基础与物质保 障, 正是在这种 背景下 , 涡流 检测迈入 了一个崭新 的发展 阶段 … 。以下简要讨论远场 涡流
检测 。
Sh it c md 对此作 出了杰 出的贡献 , Lro D. . te o W. od , L Ah ̄ n等对 远场涡流现象进行 了有 限元模 型 的理 论模 拟 , 开发 了计算 机 模拟程序 , 为远场 涡流 检测 技术 的发展 奠定 了坚实 的理论 基 础 。在 2 0世纪 8 0年代到 9 0年代初期 , 远场涡流检测技术 得 到 了很大发展 , 开发了检测 系统 , 如 , 例 利用 内置式探 头来 检 测输气管线 、 井下套管 、 地埋管线 、 交换器和锅 炉 , 热 利用 外置
ห้องสมุดไป่ตู้
WA GY _o D i , H N nb ,QN La - eg N ub , U J n Z A G We-o I ins n a h
(S uh et e o u nvr t Istt o l tcifr ai , hn d 15 0 C ia o tw s P t l m U i s y ntue f e r om t n C e gu6 0 0 , h ) re e i i e c i n o n
tlrs l h w h t ee t no in m pi d n h s a f c h a ig walhc n s f r t n,d t cin a e ut s o ta ,d tci fsg al s o a lu e a d p a e c n r l tte c sn lt ik e s i o mai t e e n o ee t o f sg a mpi d n h s sa f n t te t b lt ik e s i i a ai s i. o in la lu e a d p a e a u cin o h u e wal hc n s n a l e rr lt n hp t o f n e o K ywod e rs:rmo ef l d y c re t;n n e tu t et sig;pp s e t i d e d ur n e o d sr ci e t v n ie

焊管常用探伤方法及技术

焊管常用探伤方法及技术

焊管常用探伤方法及技术曹雷(阜新华通管道有限公司,辽宁阜新123000)摘要:介绍了焊管常用的3种探伤方法(漏磁探伤、涡流探伤和超声波探伤)及技术。

分析了3种探伤方法的优缺点:漏磁探伤灵敏度高,能很好地分辨出焊管内外壁缺陷,但长管体、大壁厚管在漏磁探伤后需做消磁处理;涡流探伤检测速度快,但受趋肤效应的限制,很难发现工件深处的缺陷;超声波探伤穿透能力强、缺陷定位准确、成本低、速度快,但探伤操作需经耦合,在北方严冬环境下耦合时焊管易冻结,给探伤作业带来不便。

关键词:焊管检测;漏磁探伤;涡流探伤;超声波探伤中图分类号:TG115.28;TG441.7%%文献标志码:B%文章编号:1001-2311(2012)04-0072-03Commonly -used NDT Methods and Techniques for Weld PipesCao Lei(Fuxin Huatong Piping Co.,Ltd.,Fuxin 123000,China )Abstract :Described in the paper are the three commonly -used NDT methods and techniques for weld pipe flaw inspection ,i.e.,the MFL detection ,the eddy -current detection and the ultrasonic detection.Also analyzed are the advantages and disadvantages of these methods.The MFL method features high sensitivity which ensures satisfactory identification of both outer and inner flaws of the pipe ,but in case of long large -sized heavy -wall pipe ,demagnetization is necessary to be carried out upon ending of the detection.As for the eddy -current method ,although the detection speed is rather high ,it is so difficult to find out any flaw located deep in the workpiece due to the Kelvin skin effect.And speaking of the ultrasonic method ,the advantages are high penetrating force ,high flaw -positioning accuracy ,low operation cost ,and high detection velocity ,but medium coupling is needed for the detection ,which may cause ,in winter ,the trouble of freezing of the pipe ,particularly in hi -latitude areas ,thus make it rather difficult to keep the detection operation going smoothly.Key words :Weld pipe detection ;Magnetic flux leakage (MFL )detection ;Eddy -current detection ;Ul -trasonic detection在焊管的制造和使用过程中,为保证焊缝质量而进行的无损检测是尤为重要的。

现代信号分析方法在焊管涡流探伤中的应用研究

现代信号分析方法在焊管涡流探伤中的应用研究
的沏『 量。
2几种现代信号分析方法比较
2 . i 短时傅 里叶变换 ( S h o r t —t i me F o u r i e r T r a n s f o r m, S T F T) 它 是 在 傅 里 叶 变换 的 基 础 上 ,将 信 号 划 分成 许 多个小 的时 间 间隔 ,并 用 傅里 叶变
为 及 时 反映 功率 谱 随时 间的 变化 , 从 而 得到 ~ 一 系列I MF 分 量 。 直 到 趋 势 Vi l l e 提 出 了魏 格 纳 分 布 。 通过 对 信 号 的 魏 项 r 成 为 一个单 调 函数 ,无 法 分解 出 I MF 分 格 纳分 布 ,可得 到信 号的 能量在 时 间和频 率 量 ,则分解 过程 结束 。 E MD方法 的表达 式为 : 中的分 布情 况 , 了解 能量 可能集 中的某些 频 率 和时 间 的范 围 ,从 而有 利于 对时 变信号 进 x( t ) : : c ( 6 ) 行 及时 分析 。 魏 格 纳 分 布 虽然 在 一 定 程 度 上 克 服 了 S T F T 的 局 限性 ,但 是 ,不 是 每 一个 时 间和 频 率 函数都 是一 个正 常的 魏格 纳分 布 ,因为 3 E M D 方法 在涡 流探伤 信 号检测 中初 探 可 能不 存在 产生 魏格 纳分 布的 信号 ;同时 , 本节 用 ma t l a b 对E MD 方 法 在 信 号检 测 由于 它是双 线性 的 ,故不 能保 证非 负性 ,会 中应 用进行 模拟 仿真 。 产 生 干 扰 对 信 号 进 行 时 频 特 征 分 析 的 交 叉 设信 号 X( t ) =2 e “ + e ‘ +O . 5 t , 对 其 利 用 项 ,从 而 限制 了它 的广泛 应用 。 E MD方 法分 解 后 得 到 本征 模 态 函数和 趋 势 2 . 3 小波变 换 项: 它 通过 伸缩 ( 膨 胀 )和 平 移 等 运 算 功 可以 看到 : 能 ,对 信号 进 行多尺 度化 分析 ,是 空 间 ( 时 ( 1 )原序 列 的变 化 信 息集 中在 少 数几 间 )和 频率 的局 部 变换 ,能有 效地 将信 息从 个I MF 分 量上 ,提 高 了分 解的效 率 ,增 强 了 信 号 中提 取 出来 。 在实 际应 用中 的便捷 性 ,提 高了分 解到 精度 小波 分析 由于 能 自动调节 时 间窗 口 ,因 和效 率 。 而 其时 间分辨 率高 、频率 分辨 率低 ,但 它也 ( 2 )可 以揭 示 出 一个 复 杂 的信 号 序列 有许 多的 不足 之处 ,比如其 最常 用的 Mo r l e t 是 由哪些 不同 时 间尺度 的内在 振 荡构成 ,以 小波 的基 函数 长度 有限 ,会导 致 能量 泄漏 ; 及振 荡模 态的 相对 重要性 。 再者 它 不具备 自适 应性 ,小 波基 函数 一旦 选 经 验 模 态 分 解 通 过 对 非 线 性 、非 稳 定 定 ,在 整个分 析过 程 中只能 使用这 一 个基 函 信号 进行 逐 层分解 ,获 取若 干个 本征 模态 函 数 ,导致 分析 效果 不理 想 。 数 ( I MF ) ,并 通过 提取 每 个分 量的 瞬时 特 2 . 4 经验 模态 分解 ( E MD)方法 征 ,完成 复杂 信号 的特 征提 取 ,为进 一步 分 它是 由美国国家宇航局 的H ua ng 析和 处理 打下 了良好 的基础 ,因此 ,经验 模 N. E. 于1 9 9 8 年 提 出 的一 种 分 析 非 线 性 非 态分 解方 法适 宜分 析 涡流探 伤技 术采 集的 复 平 稳 时 间序 列 的 新 方 法 ,其 基 本 思 想是 : 杂检 测信 号 。 利 用E MD方 法 求 的 信 号 的 本 征 模 态 函 数 ( I MF),并对 其做 希 尔伯特 变换 ,求得 时 频 分析结 果 。 4 结语 E MD 方 法 的 关 键 ,在 于把 一 个 非 线 性 E MD 方 法 在 涡 流 探伤 信 号 检 测 中的 应 非 平稳 序列 ( 信 号 )分解 为有 限 个I MF 分 量 用 ,具 有便捷 性 、高精 度 、高效 率 的优点 , 和 一个趋 势项 。 它是 当前 迅速 发 展并 广泛使 用 的研究 时 间序 ( 1 )将时 域信 号 x ( t ) 分 别用 3 阶 样条 曲 列 的 方 法 。近 年 来 ,不 断 有 学 者 在 改 进 瞬 线 连接起 来 ,得 到分 别涵 盖全部 极大 值 与极 时 频 率 的 计算 方 法 、改 善E MD 算 法 的 稳 健 小 值 的 上 、下 两 条 包 络 线 ,其 均 值 点 记 为 性 、探索 二 维E MD 方 法 等方 面 ,对 E MD方 m1 , 令原 序 N I I x ( t ) 与均 值m1 之差 为h : 法 进行 着发 展和 完善 ,相信 在 不远 的未 来 , x ( t ) 一 ml ( t ) = h l ( t ) ( 1 ) E MD 方 法必 将得 到更加 广泛 的 应用 。 其 Ch . 是x( t ) 的 第一 分量 。 此 时的 h 并不 符 合对 I MF 的要 求 ,故 需 要 重 复这 个过 程 ,直到 第k 次 筛选 的 结果 符 合 要求 ,得 到第一 个I MF 分量 C , 即 h l k = h t ( k t } - ml k C l ( 2 ) 用 两次 连续 筛选 的结 果计 算一 个与 差值 有关 的 量S D,并 设 定S D为停 止筛 选 过程 的 依 据 。S D表示 成 :
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高频焊管在线涡流探伤应用
摘要:高频焊接钢管(简称焊接钢管或焊管)在流体输送、建筑构件和五金家具制作上有广泛的用途。

涡流探伤机是一种利用涡流原理检测金属表面及近表面缺陷的仪器,涡流探伤以交流电磁线圈在金属构件表面感应产生涡流的无损探伤技术。

由于涡流探伤,在检测时不要求线圈与构件紧密接触,也不用在线圈与构件间充满藕合剂,容易实现钢管在线检验。

关键词:高频焊管涡流探伤仪磁化探头
一、行业应用概述
高频焊接钢管(简称焊接钢管或焊管)在流体输送、建筑构件和五金家具制作上有广泛的用途。

焊缝中不得有裂缝、裂纹、未熔焊等缺陷,表面不得有超标的划痕、压伤等缺陷。

由于焊管在生产线上(简称在线)具有连续、快速生产的特点,因此,焊管质量仅靠人工事后检验是很难保证的;而涡流探伤检验方法则具有检测速度快,无需要与工件表面耦合,检测灵敏度等优点,适合于焊管生产的质量控制和质量检验。

在线焊管(壁厚6mm以内)探伤,只有选择涡流探伤最可靠、合适。

焊管的在线涡流探伤是指在生产线上与生产过程同步的探伤,主要用生产过程的质量控制;焊接钢管涡流探伤执行GB/T7735-2004《钢管涡流探伤检验方法》标准,探伤结果借助于对比试样中人工缺陷与自然缺陷显示信号的幅值对比进行判断,对比试样的钢管与被检钢管的公称尺寸应相同,化学成分、表面状态、热处理状态相似,即应有相似的电磁特性。

在线探伤系统可以实现缺陷的实时检测、记录、报警及延时打标功能,检测报告数据可以长期保存在电脑硬盘里,如需要可以进行打印输出。

二、涡流探伤原理及优势
涡流流检测就是运用电磁感应原理,将高频正弦波电流激励探头线圈,当探头接近金属表面时,线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。

对于平板金属,感应电流的流向是以线圈同心的圆形,形似旋涡称为涡流。

同时涡流也产生相同频率的磁场称涡流场,其方向与线圈磁场方向相反。

涡流通道的损耗电阻,以及涡流产生的反磁通,又反射到探头线圈,改变了线圈的电流大小及相位,即改变了线圈的阻抗。

因此,探头在金属表面移动,遇到缺陷(如未熔焊、暗缝、开口裂纹、气孔、夹渣和折叠等)或材质、尺寸等变化时,使涡流磁场对线圈的反作用不同,引起线圈阻抗变化,通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。

按探测线圈的形状不同,可分为穿过式(用于管、棒、线材的检测)、局部放置式(用于工件
局部检测)和内插入式用于管孔的内部检测)三种。

目前有实力的企业用的比较多的是进口涡流检测探伤仪,国产涡流探伤机性价比高,可选择厦门智敏公司的ZM-26A双通道涡流探伤机或者ZM-27D多频多通道涡流探伤机。

探伤主要采用穿过式和局部式两种检测方法,一般管径大于100mm的不建议采用穿过式,因为灵敏度比较低,采用局部式检测焊缝效果更好。

三、检测方法介绍
●局部式:配合局部磁化装置用于钢管焊缝区域的扫描探伤,线圈的体积一般较小,所以检
测区域较小,但检测灵敏度高。

探头距离钢管表面在0.6-1mm以内最佳,一般一个规格的探头可以覆盖多种规格的钢管。

●穿过式:配合穿过式磁饱和装置用于全管体检测,焊缝母材同时检测,一般单边间隙3-5mm。

满足填充系数的前提下,相近钢管可以共用一个探头。

●焊缝点式:根据焊缝的宽度制作专用焊缝点探头,在磁化的情况下对钢管焊缝表面进行检
测,检测灵敏度很高。

此种方法是厦门智敏公司近两年来创新研发的。

焊缝专用点探头穿过式探头马鞍式局部探头
3.1穿过式检测原理
图1穿过式探头示意图
L1为激励线圈,采用高频振荡电流,产生振荡磁场,振荡磁场使金属试样产生涡流。

涡流的作用是产生反磁场,使L2产生电流,L2是由正向绕阻和反向绕阻组成的线圈,如果材料比较均匀,正反绕阻产生的电流互相抵消。

如果材料上有缺陷,先检测到的绕阻与其反绕阻就存在电势差,在L2上,就会有电压显示。

如果材料上有一纵向长缺陷,缺陷的变化均匀,大小一致,那么,L2绕阻上电势差就会较小或没有电势差,所以难以检测到纵向长缺陷。

穿过式线圈只能够检测到裂纹、夹渣、气孔、凹坑、碰扁等点状缺陷或横向缺陷,能够较好控制产品的泄
漏,代替水压试验检漏。

但对于纵向长缺陷只会在开裂缺陷的头尾有反应信号,但对于部分冷焊缺陷和微小的纵向缺陷确很难发现,所以在用户使用中有可能出现扩口裂、胀管裂等现象。

3.2焊缝点式检测原理:放置于试件表面的点式线圈,也称点探头或放置式线圈。

特点是探头式线圈较多地用于焊缝表面的局部扫描探伤。

探头式线圈常常绕制在各种形状的磁芯上,以增强检测区域的磁场强度。

探头式线圈的体积一般较小,所以检测区域较小,但检测灵敏度高。

普通局部式探头和点探头结构类似,区别在于探头没有绕在磁芯上,一般绕在非金属骨架上,且线圈覆盖面积较大,但灵敏度相对较低。

图2放置式探头示意图
四、磁化方法介绍
铁磁性材料经过加工(如冷拔、热处理、旋压和焊接等)后,其内部会出现明显的磁性不均匀,这种磁性不均匀形成的噪声信号往往大于缺陷的响应信号,给缺陷的检出带来困难;另一方面,与非铁磁性材料相比,铁磁性材料的相对磁导率一般远大于1,由于集肤效应的影响而大大限制了涡流的透入深度。

对铁磁性材料在检测前进行磁饱和处理是消除磁性不均匀、提高涡流透入深度的有效方法。

所以在检测铁磁性钢管时通常需要配置磁饱和装置,磁饱和器使用直流电源。

焊管涡流检测中常用的是局部磁饱和装置和穿过式磁饱和装置,根据检测方式不同来选配。

五、安装位置
很多现场涡流应用效果不好,一部分原因是安装位置选择的问题,大部分设备在安装涡流探伤时没有安装位置,加上现场指导不利,有些安装距离高频、飞锯很近,这样运行起来的干扰信号很大,很难抑制。

最理想安装位置在水槽后面,探伤安装位置纵向长度1m,前后应各有一道压辊以保证管子平稳。

六、参考标准
焊管涡流探伤检验执行GB/T7735-2004《钢管涡流探伤检验方法》和ASTM_E309《中文版钢材管制品的磁饱和涡流检测实施方法》,但是,不同的用户对产品质量有不同的质量要求,例如,承受内压输送流体用的圆形焊管用涡流探伤可以代替水压试验,对其焊缝的内在质量要求较严;而对于一些制作集装箱用的方形焊管则对表面质量要求较松,可以制定企业内部标准,对不同用户的要求作出不同的规定,供需双方在合同中明确规定按照企业标准中的某些规定执行。

有了企业标准,对外有标准可依,对内可灵活执行,增强了企业对市场变化的适应能力。


GB/T7735、ASTM_E309-83和企标的指导下,编制了工艺操作规程,用于指导具体操作,使之更加标准化、规范化。

七、对比样管
对比试样上的人工缺陷可分为钻孔和槽口两种,根据实际情况选其中一种。

对于焊管而言,焊缝开裂、裂纹、未熔合、冷焊等纵向缺陷是焊管的主要缺陷,其危害性要大于其他面积状的缺陷,因此选用槽口作为焊管的主要模拟缺陷是合理的,它有利焊缝线性缺陷的检出。

槽口的深度为被检测钢管壁厚的12.5%,最小深度为0.5mm,最大深度为1.50mm;长度不小于50mm,或两倍的检测线圈的宽度;槽口的宽度不大于槽口的深度。

结束语
综上所述,在薄壁(6mm以内)焊接钢管在线生产中,涡流探伤是唯一适合的快速检测手段,不同行业产品根据行业治理要求选择合适的仪器和检测方法,达到符合现场应用的要求。

参考文献:
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