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按试件的形状和检测目的的不同,可采用不同形式的线圈,通常有穿过式、探头式和插入式线圈3种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材,它的内径略大于被检物件,使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过,可发现裂纹、夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金属板、管或其他零件上,可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳裂纹等。插入式线圈也称内部探头,放在管子或零件的孔内用来作内壁检测,可用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度,探头式和插入式线圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤(这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传送的机械装置)、材质分选和硬度测量,也可用来测量镀层和涂膜的厚度。
丛书序言 |
第1章绪论1 |
第2章涡流检测基础知识4 |
前言 |
21金属的导电性4 |
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22正弦交流电路11 |
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23金属的磁特性16 |
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24电磁感应基本定律21 |
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25涡流和趋肤效应26 |
第3章涡流检测基本原理29 |
第4章涡流检测线圈59 |
第5章涡流检测仪器71 |
31涡流检测线圈阻抗分析29 |
41检测线圈的分类59 |
51涡流检测仪器的工作原理71 |
32有效磁导率和特征频率33 |
42检测线圈的选择和性能指标62 |
52涡流检测仪器的类型82 |
33涡流检测线圈的电压计算37 |
43检测线圈的实例及分析63 |
53涡流检测仪器实例87 |
34应用阻抗图设计检测线圈41 |
44特殊类型线圈66 |
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35管材的复阻抗平面45 |
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36影响线圈阻抗的各种因素47 |
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37多频涡流及远场涡流51 |
第6章涡流检测应用92 |
第7章涡流检测标准120 |
第8章涡流检测工艺130 |
61涡流自动检测设备92 |
71概述120 |
81涡流检测方法与应用130 |
62钢管的涡流检测及检测设备93 |
72国内主要涡流检测标准122 |
82涡流检测工艺操作131 |
63金属材料涡流检测及检测设备106 |
83试件涡流检测132 |
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64涡流检测的其他应用110 |
84试件材质性能涡流测试134 |
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65多频和远场涡流检测应用116 |
参考文献136 |
将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测的金属管外(见图)。这时线圈内及其附近将产生交变磁场,使试件中产生呈旋涡状的感应交变电流,称为涡流。涡流的分布和大小,除与线圈的形状和尺寸、交流电流的大小和频率等有关外,还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而,在保持其他因素相对不变的条件下,用一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化,可推知试件中涡流的大小和相位变化,进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流,具有集肤效应,所检测到的信息仅能反映试件表面或近表面处的情况。
1、对于金属管、棒、线材的检测,不需要接触,也无需要耦合介质。所以检测速度高,易于实现自动化检测,特别适合在线普检。2、对于表面缺陷的探测灵敏度很高,且在一定范围内具有良好的线性指示,可对大小不同缺陷...
涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。
涡流原理指当大块导体放在时变磁场中时,导体中会激起感生电场,导体中电子在感生电场的驱动下就会形成电流,由于这种电流是闭合电流,因此叫涡电流即涡流。涡流效应法拉第电磁感应定律,当块状导体置于交变磁场或在...
该书共分7章,第1章概略地介绍了涡流检测的基本原理、概念;第2章是涡流检测专业所需要的电磁方面的基础知识;第3章详细地介绍了涡流检测的原理;第4~6章是涡流检测的硬件介绍;第7章介绍了涡流检测相关的标准;第8章为涡流检测工艺。
该书可作为高职高专院校无损检测技术、检测技术及应用、焊接质量控制等专业的教材,也可作为无损检测技术资格等级证书培训考核的参考教材以及相关工程人员的参考书。
涡流检测时线圈不需与被测物直接接触,可进行高速检测,易于实现自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷,检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。
1、对于金属管、棒、线材的检测,不需要接触,也无需要耦合介质。所以检测速度高,易于实现自动化检测,特别适合在线普检。
2、对于表面缺陷的探测灵敏度很高,且在一定范围内具有良好的线性指示,可对大小不同缺陷进行评价,所以可以用作质量管理与控制。
3、影响涡流的因素很多,如裂纹、材质、尺寸、形状及电导率和磁导率等。采用特定的电路进行处理,可筛选出某一因素而抑制其他因素,由此有可能对上述某单独影响因素进行有效的检测。
4、由于检查时不需接触工件又不用耦合介质,所以可进行高温下的检测。由于探头可伸入到远处作业,所以可对工件的狭窄区域及深孔壁(包括管壁)等进行检测。
5、由于采用电信号显示,所以可存储、再现及进行数据比较和处理。
6、涡流探伤的对象必须是导电材料,且由于电磁感应的原因,只适用于检测金属表面缺陷,不适用检测金属材料深层的内部缺陷。
7、金属表面感应的涡流的渗透深度随频率而异,激励频率高时金属表面涡流密度大,随着激励频率的降低,涡流渗透深度增加,但表面涡流密度下降,所以探伤深度与表面伤检测灵敏度是相互矛盾的,很难两全。当对一种材料进行涡流探伤时,须要根据材质、表面状态、检测标准作综合考虑,然后再确定无损检测方案与技术参数。
8、采用穿过式线圈进行涡流探伤时,线圈覆盖的是管、棒或线材上一段长度的圆周,获得的信息是整个圆环上影响因素的累积结果,对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。
9、旋转探头式涡流探伤方法可准确探出缺陷位置,灵敏度和分辨率也很高,但检测区域狭小,在检验材料需作全面扫查时,检验速度较慢。
10、涡流探伤至今还是处于当量比较检测阶段,对缺陷做出准确的定性定量判断尚待开发。
不锈钢储液罐的涡流检测
介绍了涡流检测的基本原理,运用该方法对自制不锈钢刻槽试块进行了涡流检测,得到了人工刻槽及晃动信号的阻抗示意图。采用该工艺对11台不锈钢储液罐焊缝进行了涡流检测,发现了一位置阻抗示意图信号与试块刻槽阻抗示意图信号相似,经宏观检查确认两位置存在3条表面裂纹缺陷,从而证实了涡流方法检测不锈钢焊缝表面裂纹的可行性。
钢管内壁缺陷涡流检测的机理研究
钢管涡流检测多采用磁饱和技术以抑制磁导率波动引起的信号噪声,检测实践中发现此时内壁缺陷被检出,这与趋肤效应原理相矛盾。建立了含内壁刻槽的钢管磁饱和下的仿真和试验模型,剖析了内壁缺陷检出机理。仿真和试验结果表明:钢管缺陷漏磁场在探头内引起低频响应经相敏检波后被滤除,对信号无作用贡献,内壁缺陷在钢管外壁引起的磁导率畸变是影响信号的真正根源。研究结果明确了磁饱和下钢管涡流检测机理,可望指导钢管的工程实践检测。
涡流检测的优点:
①检测线圈不需要接触工件,也不需要耦合剂,对管、棒、线材的检测易于实现高速、高效率的自动化检测;也可在高温下进行检测,或对工件的狭窄区域及深孔壁等探头可到达的深远处进行检测。
②对工件表面及近表面的缺陷有很高的检测灵敏度。
③采用不同的信号处理电路,抑制干扰,提取不同的涡流影响因素,涡流检测可用于电导率测量、膜层厚度测量及金属薄板厚度测量。
④由于检测信号是电信号,所以可对检测结果进行数字化处理,然后存储、再现及数据处理和比较。
涡流检测的局限性:
①只适用于检测导电金属材料或能感生涡流的非金属材料。
②由于涡流渗透效应的影响,只适用于检查金属表面及近表面缺陷,不能检查金属材料深层的内部缺陷。
③涡流效应的影响因素多,对缺陷定性和定量还比较困难。
④针对不同工件采用不同检测线圈检查时各有不足。
涡流检测只能检查金属材料和构件的表面和近表面缺陷,可以一次测量多种参数。
涡流检测的主要优点是检测速度快,探头与试件可不直接接触,无需耦合剂。主要缺点是只限用于导体,对形状复杂试件难做检查,只能检查薄试件或厚试件的表面、近表面缺陷。