各常用电磁无损检测方法原理,应用,优缺点比较

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介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点

介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点

介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点无损检测技术是一种在不破坏被检物理性能的情况下,对物体的内部或表面进行检测、评价和控制质量的方法。

它被广泛应用于工程、制造业、航空航天、能源、交通运输等各个领域。

本文将介绍几种常见的无损检测技术及其优缺点。

首先,超声波检测是一种常见的无损检测技术。

这种技术通过将超声波的脉冲传递到被检测物体中,然后测量超声波反射或传播速度的变化来检测物体的内部缺陷。

超声波检测具有检测深度大、分辨率高、对不同材料具有良好适应性等优点。

然而,它也存在着检测速度慢、对被检材料有一定要求等缺点。

其次,射线检测是另一种常见的无损检测技术。

射线检测主要利用X射线或γ射线穿透被检材料,通过感光材料或电子束探测器来测量射线的衰减情况,以检测物体的缺陷。

射线检测具有检测速度快、可以检测多种材料、对内部缺陷有较高的分辨率等优点。

但是,由于射线具有辐射危害,对操作人员保护要求较高。

电磁检测是第三种常见的无损检测技术。

电磁检测基于电磁感应原理,通过改变磁场来检测被测物体的内部缺陷。

这种技术具有非接触性、检测速度快、对复杂几何形状具有良好适应性的优点。

然而,电磁检测也存在着对导电材料的限制、对操作环境的电磁干扰敏感等缺点。

另外,磁粉检测是一种常用的无损检测技术。

这种技术通过在被检测物体表面涂覆磁粉或将磁粉溶解在液体中,在外部施加磁场的作用下,通过观察或测量磁粉在缺陷区域的积聚情况来检测缺陷。

磁粉检测具有对各种材料适用、操作简便、成本低等优点。

然而,它只能检测表面缺陷,对缺陷深度的评估能力较弱。

最后,涡流检测是一种常用的无损检测技术。

涡流检测基于涡流感应原理,通过感应导体中的涡流来检测被检测物体的缺陷。

这种技术具有对导电和磁性材料适用、对小缺陷具有高灵敏度、无需接触被检材料等优点。

然而,涡流检测也受到导体材料和几何形状的限制,对操作人员的技术要求较高。

总而言之,无损检测技术在各个领域中发挥着重要的作用。

超声波检测、射线检测、电磁检测、磁粉检测和涡流检测是常见的无损检测技术,每种技术都有其独特的优点和缺点。

电磁超声无损检测的原理及其应用

电磁超声无损检测的原理及其应用

电磁超声无损检测的原理及其应用电磁超声无损检测(Electromagnetic Acoustic Testing, EMAT)是一种无需使用传统的耦合介质(如水或液体)来传输超声波的方法。

它主要利用电磁感应原理,结合材料的电磁性质,实现材料的检测。

电磁超声无损检测的原理是利用了磁控制超声波生成和接收。

当电流通过线圈时,它会产生一个交变磁场。

在存在交变磁场的情况下,如果材料是导电材料,磁场就会感应出涡流。

涡流在材料中产生耗散,从而导致材料局部温度的上升。

当涡流与材料界面处有超声波传播时,超声波会被热膨胀效应产生的热波所表面耦合,从而发生辐射声波。

这样就可以通过磁控制超声波的辐射和接收来检测材料的状态。

1.金属材料的缺陷检测:电磁超声无损检测可以用来检测金属材料中的缺陷,如裂纹、腐蚀等。

通过波束聚焦技术,可以对材料内部进行高分辨率的检测。

与传统的耦合超声检测相比,电磁超声无需使用耦合介质,能够更好地适应复杂几何形状的材料。

2.管道的检测:电磁超声无损检测可以应用于管道的检测。

在管道内表面涂覆电磁超声薄膜或埋设电磁超声传感器,可以检测出管道中的缺陷和腐蚀情况。

这对于防止管道爆裂、泄露等问题具有重要意义。

3.铁路轨道的检测:电磁超声无损检测可以用于铁路轨道的检测。

通过在轨道上安装电磁超声传感器,可以实时检测轨道的变形、裂纹等缺陷,及时进行维修和保养,确保铁路的安全运行。

4.混凝土结构的检测:电磁超声无损检测可以用于混凝土结构的健康监测。

通过在混凝土结构表面激发电磁超声波,并接收散射和透射的信号,可以检测到混凝土中的缺陷和裂纹,提前预警可能发生的结构问题。

5.材料的杂质检测:电磁超声无损检测可以用于材料中杂质的检测。

例如,在铸造过程中,若有金属杂质混入,可以使用电磁超声无损检测方法进行快速检测,以防止产品质量问题。

总的来说,电磁超声无损检测由于其无需使用耦合介质、能够适应复杂几何形状的材料等优点,被广泛应用于各个领域的材料检测中。

电磁无损检测技术浅析

电磁无损检测技术浅析

电磁无损检测技术浅析电磁无损检测是无损检测的重要分支,具备设备简单、方便操作、检测高灵敏度及自动化等优点,本文浅析了几种关键的电磁检测技术以及各技术在工业领域广泛的应用。

标签:电磁;无损检测;技术应用1 技术概述无损检测(Nondestruetive Testing,NDT)是指在被检测件状态和性能不被影响和破坏的情况下,根据热、声、光、电、磁等对材料的内部缺陷或结构异常产生反应变化的原理,通过对被测件的检测,判断和评价其内部与表面缺陷的形状、位置、大小、分布、类型、性质、数量及变化,进而评估被检测件的质量、性能和状态等[1]。

电磁无损检测是无损检测中的重要分支,其是利用材料在电磁场作用下呈现出的电学或磁学性质的变化,判断材料内部组织及有关性能的试验方法。

通常包括涡流检测、磁粉检测、漏磁检测等技术。

在不断的技术创新中,近年来电磁无损检测技术获得了较大发展,逐渐具备了设备简单、方便操作、检测高灵敏度及自动化等优点[2-3]。

2 关键技术2.1 涡流检测涡流检测技术主要根据电磁感应原理,在变交磁场作用下导电材料产生涡流,材料表面层与近表面层缺陷影响涡流的形态,进而引起线圈阻抗变化,通过测量阻抗变化以达到研究、分析导电材料的缺陷和损伤。

近年来涡流检测技术主要分为以下几类:(1)单频涡流检测技术,激励信号是选取单一频率的正弦波电流或电压,通过得到复阻抗平面图以观察缺陷对检测信号的影响进而分析被测工件的电磁特性;(2)多频涡流检测技术,激励信号采用两个或两个以上频率的正弦波电流或电压,由于不同频率的激励信号在被测工件中具有不同的穿透深度,能够获得工件多个深度的信息减少信号失真,提高检测的准确度;(3)远场涡流检测技术,通以低频激励交流电流,可对碳钢或其它强铁磁性管进行有效检测,对检测管内、外壁缺陷及壁厚减薄具有相同的灵敏度,可不受趋肤深度的限制;(4)脉冲涡流检测技术,激励信号为宽频窄脉冲,宽频窄脉冲包含丰富的频率成份在被测工件中激起不同频率的交变涡流场,且低频率成份在工件中的穿透深度较大,可以获得工件中不同深度的缺陷信息。

无损检测的原理及应用

无损检测的原理及应用

无损检测的原理及应用1. 简介无损检测(Non-destructive testing,简称NDT)是一种用于检测材料内部或表面缺陷而无需破坏测试物理性能的方法。

它在许多行业中都有广泛应用,如航空航天、核能、造船和制造业。

2. 原理无损检测的原理是通过对材料表面或内部传播的声波、电磁波或其他形式的能量进行检测和分析。

这些能量会与缺陷或材料性质的变化相互作用,从而产生测量信号。

根据测量信号的特征,可以确定缺陷的位置、尺寸和类型。

3. 常见的无损检测方法以下是常见的无损检测方法及其应用范围的简要介绍:•超声波检测(Ultrasonic testing):通过将高频声波传播到材料中,并监测反射信号来识别缺陷位置和尺寸。

广泛应用于金属、塑料和复合材料的表面和内部缺陷检测。

•涡流检测(Eddy current testing):利用涡流感应原理,通过将交流电通过线圈引入材料,监测涡流产生的变化来检测缺陷。

常用于金属导体和管道的表面缺陷检测。

•磁粉检测(Magnetic particle testing):在材料表面施加磁场,并在缺陷处应用磁粉颗粒。

检测粒子的集聚可以显示出缺陷的位置和形状。

适用于金属表面的裂纹和疲劳破坏检测。

•X射线检测(X-ray testing):使用X射线或伽马射线透射材料,并通过测量射线的吸收或散射来检测缺陷。

常用于金属和混凝土结构的内部缺陷检测。

•磁学检测(Magnetic testing):通过测量磁场变化来检测金属表面或近表面的缺陷。

常用于金属结构的缺陷检测和磁性材料的质量控制。

4. 无损检测的应用无损检测在许多行业中都有重要应用,以下是一些常见的应用领域:•航空航天:无损检测在航空航天工业中的应用广泛。

它可以用来检测飞机结构的疲劳破坏、缺陷和裂纹,确保飞机的安全运行。

•核能:在核能行业中,无损检测用于检测核反应堆和燃料元件中的缺陷和裂纹,以确保核设施的运行安全性。

•制造业:无损检测在制造业中用于产品质量的控制。

磁粉检测的原理及典型应用

磁粉检测的原理及典型应用

磁粉检测的原理及典型应用1. 原理介绍磁粉检测是一种常用的无损检测方法,主要用于检测材料内部的裂纹和缺陷。

其原理基于磁学和电磁学的知识,利用磁场在含有缺陷的材料中产生异常现象,从而实现对缺陷的检测和识别。

•磁粉检测基于材料的磁导率差异,通过在材料表面施加磁场,利用材料内部缺陷形成的磁场畸变进行检测。

当发生磁场畸变时,可以通过在材料表面覆盖一层磁粉或磁性液体,并施加磁场,通过观察磁粉或磁性液体的分布和积累情况,检测材料中的缺陷。

2. 典型应用磁粉检测广泛应用于各种材料和工业领域,包括但不限于以下几个方面:2.1 钢铁行业•用于对钢铁材料进行缺陷检测,如焊接接头、铸造件等。

通过磁粉检测可以有效检测出钢铁中的裂纹、夹杂物和表面缺陷等问题,确保产品质量和安全性。

2.2 航空航天领域•用于对航空航天器件、发动机零部件等进行缺陷检测。

航空航天行业对产品的质量和安全性要求极高,磁粉检测可以快速、准确地检测出零部件中的裂纹、疲劳斑纹等缺陷,确保飞行安全。

2.3 汽车制造业•用于对汽车零部件进行缺陷检测,如发动机曲轴、车轮等。

磁粉检测可以检测出汽车零部件表面和内部的裂纹和缺陷,提高产品的可靠性、安全性和耐久性。

2.4 石油化工行业•用于对管道、容器等设备进行缺陷检测。

石油化工行业的设备经常受到高温、高压和腐蚀等环境的侵蚀,磁粉检测可以帮助及时发现管道和容器的裂纹、腐蚀等缺陷,预防事故发生。

2.5 铁路交通领域•用于对铁路轨道和钢轨进行缺陷检测。

磁粉检测可以发现轨道和钢轨的裂纹和疲劳斑纹等缺陷,及时修复和更换,确保铁路交通的安全运行。

3. 优点和局限性磁粉检测作为一种无损检测方法,具有一定的优点和局限性。

3.1 优点•灵敏度高:磁粉检测对微小的裂纹和缺陷具有较高的灵敏度,可以检测出细微的缺陷。

•操作简单:磁粉检测仪器简单易用,操作人员只需接受一定的培训即可掌握。

•检测速度快:磁粉检测可以对大面积的材料进行快速检测,提高工作效率。

四种无损检测方法对比

四种无损检测方法对比

四种无损检测方法对比无损检测就是利用声、光、磁和电等特性,在不损害或不影响被检对象使用性能的前提下,检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性,给出缺陷的大小、位置、性质和数量等信息,进而判定被检对象所处技术状态(如合格与否、剩余寿命等) 的所有技术手段的总称。

常用的无损检测方法:超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)及X射线检测(RT)。

磁粉检测首先来了解一下,磁粉检测的原理。

铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变,而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。

磁粉检测的适用性和局限性有:1、磁粉探伤适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄目视难以看出的不连续性。

2、磁粉检测可对多种情况下的零部件检测,还可多种型件进行检测。

3、可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。

4、磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能检测铜铝镁钛等非磁性材料。

对于表面浅划伤、埋藏较深洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠很难发现。

液体渗透检测液体渗透检测的基本原理,零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料后,在一段时间的毛细管作用下,渗透液可以渗透进表面开口缺陷中;经去除零件表面多余的渗透液后,再在零件表面施涂显像剂,同样,在毛细管的作用下,显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液,渗透液回渗到显像剂中,在一定的光源下(紫外线光或白光),缺陷处的渗透液痕迹被现实,(黄绿色荧光或鲜艳红色),从而探测出缺陷的形貌及分布状态。

渗透检测的优点有:1、可检测各种材料;2、具有较高的灵敏度;3、显示直观、操作方便、检测费用低。

而渗透检测的缺点有:1、不适于检查多孔性疏松材料制成的工件和表面粗糙的工件;2、渗透检测只能检出缺陷的表面分布,难以确定缺陷的实际深度,因而很难对缺陷做出定量评价。

无损检测技术的基本原理和方法

无损检测技术的基本原理和方法无损检测技术是一种非侵入性测试方法,可以帮助人们检测材料和结构内部的缺陷或损伤,而无需破坏材料本身。

这种技术在许多领域中得到广泛应用,包括航空航天、能源、制造业等。

本文将介绍无损检测技术的基本原理和常用方法。

无损检测技术的基本原理是基于材料对电磁、声波或辐射的相互作用,通过分析相应的信号来判断材料的质量和完整性。

根据不同的物理原理,无损检测技术可以分为几种不同的方法。

首先,电磁无损检测是利用电磁波与材料相互作用的原理,在材料中产生反射或透射的信号,从而检测材料的缺陷。

电磁无损检测方法包括磁性粉检测、涡流检测和磁通检测。

磁性粉检测利用材料表面的磁场分布来检测表面和近表面的缺陷,常用于金属材料的检测。

涡流检测则通过在导体中产生涡流,并检测反射的电磁信号来判断材料的质量。

磁通检测是利用磁场分布的变化来检测材料内部的缺陷。

其次,声波无损检测是利用声波在材料中传播的特性来检测缺陷。

常用的声波无损检测方法包括超声波检测和声发射检测。

超声波检测利用材料中的声波传播速度和反射信号来检测材料的内部缺陷。

声发射检测则是通过监测材料中发生的微小声波信号来判断材料是否存在缺陷或损伤。

另外,辐射无损检测是利用辐射材料的特性来检测缺陷。

常用的辐射无损检测方法包括X射线检测和γ射线检测。

X射线检测通过向材料中发射X射线,并通过接收反射或透射的X射线信号来检测材料的缺陷。

γ射线检测则是利用γ射线与材料相互作用的原理来检测缺陷。

此外,还有一些其他的无损检测方法,如热红外检测和激光检测。

热红外检测利用红外辐射来检测材料中的热量分布和热传导性能,从而判断材料是否存在缺陷。

激光检测则是利用激光的特性来检测材料的缺陷。

无损检测技术的应用非常广泛,包括材料制造、航空航天、核能工业和地震监测等领域。

在材料制造过程中,无损检测可以帮助检测材料的质量,防止次品产品的出现。

在航空航天领域,无损检测可以检测飞机的结构完整性,确保飞行安全。

如何利用无损检测技术进行电磁检测

如何利用无损检测技术进行电磁检测无损检测技术是一种用于检测和评估材料和构件缺陷的方法,其中之一就是电磁检测。

电磁检测是一种使用电磁感应原理来探测和测量材料内部缺陷的非破坏性检测方法。

它广泛应用于工业领域,特别是在金属材料的质量控制、设备维护和安全监测方面。

本文将介绍如何利用无损检测技术进行电磁检测。

首先,电磁检测技术基于材料对电磁场的响应。

当一个金属或导体材料中存在缺陷时,它们会改变电磁场的传播特性,产生特定的信号。

因此,通过测量这些信号,我们可以确定材料内部的缺陷类型、大小和位置。

在进行电磁检测之前,我们需要选择适当的检测设备和技术。

一般来说,电磁检测技术包括涡流检测和磁粉检测两种主要方法。

涡流检测是一种基于法拉第电磁感应原理的技术。

通过将交流电源连接到探头上的线圈,产生一个交变磁场。

当线圈接近金属材料表面时,交变磁场会在金属表面产生涡流。

当涡流流过材料中的任何缺陷时,涡流的变化会因缺陷而被检测到。

通过测量涡流的变化,我们可以确定缺陷的特征。

磁粉检测则是一种利用铁磁材料的磁性变化来检测缺陷的方法。

首先,在被检测的金属表面施加磁场。

在表面存在缺陷时,由于磁场发生的变化,会在缺陷上形成一定的磁场梯度。

然后,在缺陷上撒布磁粉。

磁粉会在磁场梯度下被吸引到缺陷处,形成可见的磁粉痕迹。

通过观察和分析磁粉痕迹的特征,我们可以确定缺陷的类型和位置。

在实际应用中,我们需要根据具体的检测需求和材料特性来选择适当的电磁检测方法。

对于一些表面缺陷的检测,涡流检测更为适用;而对于一些深层缺陷的检测,磁粉检测则更为有效。

此外,我们还可以结合使用多种电磁检测方法来实现更全面的检测和评估。

在进行电磁检测时,还需注意一些关键的因素。

首先,检测设备的校准和标定十分重要,只有确保设备的准确性和可靠性,才能得到可靠的检测结果。

其次,操作人员的技能和经验也是关键因素,他们需要进行充分的培训和实践,以便正确地操作设备和解读检测结果。

此外,在现场操作过程中,还需注意安全事项,遵循相关的操作规程和安全要求。

电磁超声无损检测的原理及其应用

电磁超声无损检测的原理及其应用200字摘要:电磁超声(Electromagnetic Acoustic Transducer,以下简称EMAT)是无损检测领域出现的新技术,该技术利用电磁耦合方法激励和接受超声波。

与传统的超声检测技术相比,它具有精度高、不需要耦合剂、非接触、适于高温检测以及容易激发各种超声波形等优点。

在工业应用中,电磁超声正越来越受到人们的关注和重视。

其缺点为换能效率低,信号微弱,需要在检测中克服。

本文在相关资料的基础上,总结电磁超声无损检测的基本原理,并简单介绍该技术在工业领域的几种典型应用。

关键词:电磁超声;无损检测;工业应用1 引言无损探伤方法多种多样,常规的5种技术(超声、射线、渗透、磁粉、涡流)已经日趋成熟,在当今的工业应用中起着主导作用;另一方面,各种新技术、新方法不断涌现,例如全息、热成像、声振等。

它们以其物理性质及原理的特殊性,在一些场合发挥着重要功能,与常规方法相辅相成,电磁超声无损检测技术便是其中的一种。

2 电磁超声的原理和特点2.1超声波的工作原理超声波是频率高于20000Hz的机械波,由于超声波频率高、波长短,因此具有良好的方向性和穿透能力,且由于超声波能量大,方便检测,因此可以用来实现无损检测。

具体工过程分为以下几个过程:a.声源产生超声波,采用一定的方式使超声波进入试件;b. 超声波在试件中传播并与试件材料以及其中的缺陷相互作用,使其传播方向或特征被改变;c. 改变后的超声波通过检测设备被接收,并可对其进行处理和分析;d. 根据接收的超声波的特征,评估试件本身及其内部是否存在缺陷及缺陷的特性。

一般来说,为保证充分的声耦合,在检测时需要有耦合剂(机油或水等)填充检测探头和被检查表面之间的空隙。

2.2电磁超声的产生机理处于交变磁场中的金属导体,其内部将产生涡流,同时由于任何电流在磁场中收到洛伦兹力的作用,而金属介质在交变应力的作用下将产生应力波,频率在超声波范围内的应力波即为超声波。

电磁无损检测技术的原理与应用

电磁无损检测技术的原理与应用电磁无损检测技术是一种非常重要的无损检测方法,针对各种材料和结构的缺陷进行检测和评价。

本文将介绍电磁无损检测技术的原理及其在不同领域的应用。

首先,我们先了解电磁无损检测技术的原理。

电磁无损检测利用电磁场的作用原理对材料进行检测。

当电磁场与材料相互作用时,在材料中会产生一系列的物理变化,例如电磁场的衰减、材料的磁化以及能量的传输等。

通过对这些变化的测量和分析,可以判断材料中是否存在缺陷。

电磁无损检测技术根据材料对电磁波的响应特性分为多种方法,包括涡流检测、磁粉检测、液体渗透检测以及磁化电流检测等。

涡流检测是一种基于感应原理的无损检测方法。

当交变电流通过电线圈时,会在材料中产生交变磁场。

如果材料中存在缺陷,那么磁场会发生变化,从而在电线圈中感应出交变电压。

通过测量感应电压的变化,可以判断材料中是否存在缺陷,并评估缺陷的大小和位置。

磁粉检测是一种常用的表面缺陷检测方法。

它利用磁粉在材料表面产生的磁化现象来检测缺陷。

在磁化过程中,磁粉会聚集在缺陷周围,形成可见的磁粉团,并通过增加磁场的方法使磁粉显现,从而实现对缺陷的检测和评价。

液体渗透检测是将液体渗透进入材料表面微小缺陷并通过表面张力和毛细作用使其扩展到可见部分,进而通过颜色剂显像方法找出缺陷的检测。

这种方法可以检测出微细缺陷如裂纹等。

磁化电流检测是一种通过施加外部磁场和内部磁化电流来检测材料缺陷的方法。

当施加磁场和内部磁化电流时,材料中的缺陷会导致磁场的扰动,通过测量扰动磁场的变化可以判断材料中的缺陷情况。

除了以上几种常见的电磁无损检测方法,还有许多其他方法,它们之间的原理和应用略有差异。

接下来,我们将探讨电磁无损检测技术在不同领域的应用。

首先是电力行业。

在电力行业,电磁无损检测技术可用于发电设备、变压器、电缆和输电线路的检测和评估。

通过对这些设备进行电磁无损检测,可以及早发现潜在的问题,并采取相应的维修和改进措施,保障电力系统的安全和稳定运行。

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一普通涡流检测1原理涡流检测是以电磁感应为基础,通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能,或发现其缺陷的无损检测方法。

当载有交变电流的试验线圈靠近导体试件时,由于线圈产生的交变磁场的作用感应出涡流,涡流的大小,相位及流动形式受到试件性能和有无缺陷的影响,而涡流产生的反作用又使线圈阻抗发生变化,因此,通过测定线圈阻抗的变化,就可以推断被检试件性能的变化及有无缺陷的结论。

2发展1涡流现象的发现己经有近二百年的历史。

奥斯特(Oersted、安培(Ampere ) ,法拉弟(Faraday、麦克斯韦(Maxwell)等世界著名科学家通过研究电磁作用实验,发现了电磁感应原理,建立了系统严密的电磁场理论,为涡流无损检测奠定了理论基础[l]。

1879年,体斯(Hughes)首先将涡流检测应用于实际一一判断不同的金属和合金,进行材质分选。

自1925年起,在美国有不少电磁感应和涡流检测仪获得专利权,其中,Karnz直接用涡流检测技术来测量管壁厚度;Farraw首次设计成功用于钢管探伤的涡流检测仪器。

但这些仪器都比较简单,通常采用60Hz , 110V的交流电路,使用常规仪表(如电压计、安培计、瓦特计等),所以其工作灵敏度较低、重复性较差。

二战期间,多个工业部门的快速发展促进了涡流检测仪器的进步。

涡流检测仪器的信号发生器、放大器、显示和电源装置等部件的性能得到了很大改进,问世了一大批各种形式的涡流探伤仪器和钢铁材料分选装置,较多地应用于航空及军工企业部门。

当时尚未从理论和设备研制中找到抑制干扰因素的有效方法,所以,在以后很长一段时间内涡流检测技术发展缓慢。

直到1950年以后,以德国科学家福斯特(Foster)博士为代表提出了利用阻抗分析方法来鉴别涡流检测中各种影响因素的新见解,为涡流检测机理的分析和设备的研制提供了新的理论依据,极大地推动了涡流检测技术的发展。

福斯特也因此当之无愧地被称为“现代涡流检测之父”。

由于福斯特的卓越贡献,自20世纪50年代起,美国、前苏联、法国、英国等工业发达国家的科学家积极开展涡流检测技术研究。

到20世纪70年代以后,电子技术和计算机技术飞速发展,有效地带动了涡流检测仪器技术性能的改进,进一步突现了涡流检测技术在探测导电材料表面或近表面缺陷应用中的优越性。

世界各国相继开展了大量的涡流检测技术研究和仪器开发工作,发表了大量的研究论文,并研制生产了一些高性能的涡流检测仪器[L=}l。

我国从20世纪60年代开展涡流检测技术的研究工作,并先后研制成功了一系列涡流检测仪器,如厦门爱德森公司的系列涡流检测仪器。

涡流检测技术的发展得到实质性的突破并步入实用化阶段。

此后,随着电子技术尤其是计算机和信息处理技术的进一步发展,影响和促进了涡流检测技术与仪器的不断更新和进步。

从涡流检测仪器的发展历程来看,可分为五代产品[fall。

第一代产品是以分立元件为基础,采用简单谐振方式的一维显示模拟仪器,只有一种检测频率。

第二代产品是以阻抗平面分析法为基础,部分采用集成电路技术的二维显示模拟仪器,检测时可以选择不同的激励频率以适应不同检测材料的要求。

第三代产品是多频涡流检测仪器,检测时对探头施加两个或两个以上不同的检测频率,利用不同频率下被检导体材料反射阻抗不同的原理,提高了对材料特性或缺陷的检测能力,并通过混和运算抑制干扰信号,达到去伪存真的目的。

第四代产品是以计算机技术为基础的智能化、数字化产品,其特点是能够大大简化操作,提高检测效率和数据处理能力,并具备频谱分析、涡流成像等功能。

第五代产品是DSP技术、阵列技术、多通道技术、通信传输技术及其它无损检测技术相互融合为一体的多功能仪器,它能够对缺陷进行检测、分析、判断,并通过其它技术的辅助检测,验证其结果的正确性。

涡流检测技术己进入一个全新的发展时代,具有乐观的发展前景。

经过一百多年的时间,涡流检测技术得到了很大的发展,特别是近段时间以来,英国的DERA和美国的Iowa州立大学等研究机构做了很多的工作,在获取信号、测量参数的选择、信号处理和结果显示等方面开展了大量的研究,进一步推动了涡流检测技术的发展[10]。

在国内,新世纪以来发表的文章大都着眼于三维缺损响特征的仿真技术研究、数字处理技术研究、检测系统研制等。

清华大学博士后雷银照的课题是核电站石墨涡流检测理论和技术,华中科技大学CAD中心博士后蒋齐密在国家自然科学基金项目“基于hp有限元和电磁场分布的产品质量检测技术的研究”中主要研究有限元数值仿真技术[11]。

3应用目前,涡流检测在工业生产中获得了广泛的应用,特别是在核电厂蒸汽发生器管道的检测中,具有其他方法不可替代的作用[12]。

我国当前把核电作为大力发展的对象,提高我国的涡流检测能力与水平具有重要意义。

在线检测,用于工艺检查,在制造和产品检查。

4优缺点1.非接触检测,能穿透非导体涂镀层,可以在不清除零件表面油脂、积碳和保护层的情况下进行检测。

2.检测无需祸合介质,可以在高温状态下进行检测。

探头可伸入到远处作业,故可对工件的狭窄区域、深孔壁等进行检测。

3.对工件表面或近表面的缺陷,有很高的检出灵敏度,且在一定的范围内具有良好的线性指示,可对大小不同的缺陷进行评价。

4.可以对工件表面涂层厚度进行测量,如测量导电覆盖层或非导电涂层的厚度;可以对导体的电导率进行测量,进行材料的分类。

5.由于检测信号为电信号,所以可对检测结果进行数字化处理,并将处理后的结果进行存储、再现及进行数据比较分析。

6在常规涡流检测过程中,主要通过测量涡流传感器输出信号的变化以得到被检对象特性。

被检对象中影响涡流传感器输出信号的因素很多,诸如磁导率、电导率、外形尺寸和缺陷等,各种因素的影响程度各异。

另一方面,在一次检测过程中,有时需要同时获得被检对象的多个参数。

常规涡流检测技术采用单一频率工作,获取的信息量有限,难以满足实际检测过程中的更高需求。

7涡流检测是当前在线检测应用最为普遍成熟的检测手段,但是涡流检测自身存在一定缺陷,干扰因素多,提离效应人,且难以对缺陷进行当量分析。

8涡流检测的优点是不需要直接接触,无需耦合介质,速度快,易于实现自动化。

具有较高灵敏度,可在高温下作业,同时探头可伸向远处等。

但是常规涡流检测技术也有不足之处:检测对象必须是导电材料, 只能检测管道表面或近表面缺陷,干扰因素多,对缺陷的定性和定量还比较困难[13]。

涡流检测技术的缺点是:(1) 只限于导电材料;(2) 只限于表面或近表面;(3) 干扰因素多,需进行特殊处理;(4) 对复杂形状的构件进行测试的效率低;(5) 探伤时难以判断缺陷的种类和形状。

5其他与常规涡流检测技术相比,涡流阵列检测技术的主要不同点是探头由多个独立工作的线圈构成,这些线圈按照特殊的方式排布,且激励线圈与检测线圈之间形成两种方向相互垂直的电磁场传递方式,有利于发现取向不同的线性缺陷[[66,67]涡流阵列探头中包含几个或几十个线圈,不论是激励线圈,还是检测线圈,相互之间距离都非常近,保证各个激励线圈的激励磁场之间、检测线圈的感应磁场之间不相互干扰,是涡流阵列检测技术的关键。

在检测过程中,采用电子学的方法,按照设定的逻辑顺序,对阵列单元分时切换,将各单元获取的涡流检测信号采集进入仪器的信号处理系统。

涡流阵列检测技术除了具有扫查覆盖面积大、检测速度快等优点外,其探头外形可根据实际被检对象的形面进行设计,因此还具有容易克服提离效应影响的优势;采用C扫描显示方式时,图像直观清晰,检测结果一目了然[[68,69]涡流阵列检测技术不仅能够对被检对象展开的或封闭的检测面进行大面积的高速扫描,而且能用于扫描任何固定形状构成的检测面,如各种异型管、棒、条、板材,以及飞机机体、轮毅,发动机涡轮盘桦齿、外环、涡轮叶片等构件的表面[[70-75]二远场涡流检测1原理远场涡流检测技术是一种能穿透金属管壁的低频涡流检测技术[[55,56]。

探头通常为内通式,由激励线圈和检测线圈构成,检测线圈与激励线圈相距约2-3倍管内径长度;激励线圈通以低频交流电流,感应出的磁力线穿过管壁向外扩散,在远场区又再次穿过管壁向管内扩散,被检测线圈接收,从而有效地检测金属管子的内、外壁缺陷和管壁厚薄变化等情况[[57-60]。

2发展远场效应是20世纪40年代发现的,各国科学家对远场涡流检测技术进行了不断的探索,使远场涡流理论得到了逐步完善和实验验证。

直至2000年,美国试验与材料学会(American Society for Testingand Materials, ASTM)颁布了“Standard Practice for InSitu Examination ofFerromagnetic Heat-Exchanger Tubes Using Remote FieldTesting”的标准,标志着远场涡流检测技术正式被接受成为一项有效的管道无损检测方法。

3应用远场涡流检测技术主要应用于核反应堆压力管、石油及天然气输送管和城市煤气管道等结构的探伤4优缺点(1>远场涡流技术检测的是穿过管壁后在管外沿管轴传播一段距离再返回到管内的磁场,接收线圈必须处于距激励线圈2} 3倍管径处的远场区。

常规涡流技术则是采用靠近管壁的线圈以直接磁祸合的形式来拾取传播到管壁又返回的信号。

( 2)远场涡流检测仪频率较低(典型为50500 Hz) ,磁场可以穿过铁磁性材料管壁,为了保证在激励的每个周期内采集到信号,并且不漏检,其检测速度受到限制,通常只有常规涡流检测方法的1 /3} 1 /5,约在10} 20 m/min之问。

常规涡流检测仪频率较高(1 000 Hz范围),在铁磁性材料管道中,磁场被限制在管道的内表面,检测外部缺非常困难。

( 3)远场涡流技术主要用于检测铁磁性管道,也可以用于检测非铁磁性管道,其最大优势是能检查厚壁铁磁性管道,最大检测壁厚为25~,这是常规涡流技术无法达到的。

其次,对大范围壁厚缺损,远场涡流检测技术的检测灵敏度和精确度较高,精度可以达到2%一5%,对于小体积的缺陷,如腐蚀凹坑等,其检测灵敏度的高低取决于被测管道的材质、壁厚、磁导率的均匀性、检测频率和探头的拉出速度等因素。

常规涡检测技术与其相比造价较低,一般适用于检测非铁磁性材料。

( 4)远场涡流检测技术测量的是接收线圈输出的相位和幅度信号,条形图显示的是相位和幅度的对数,这些参数都和管材大范围的缺损呈线性关系。

常规涡流检测显示的是阻抗幅度和相位,与壁厚的关系较复杂。

( 5)远场涡流检测仪对内外管壁缺损有相同的检测灵敏度,对填充系数要求低,对有障碍物和凹痕的管了检测效果很好,对探头在管内行走产生的偏心影响比常规涡流小。

远场涡流检测最大优势是能检查厚壁铁磁性管道,最大检测壁厚为25 mm,同时也可检测非铁磁性材料。

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