渦流檢測知識大全
一、渦流檢測原理
渦流檢測是建立在電磁感應原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法，它適用于導電材料，如果我們把一塊導體置于交變磁場之中，在導體中就有感應電流存在，即產(chǎn)生渦流，由于導體自身各種因素(如電導率、磁導率、形狀、尺寸和缺陷等)的變化會導致感應電流的變化，利用這種現(xiàn)象而判知導體性質(zhì)、狀態(tài)的檢測方法，叫做渦流檢測方法。
由渦流產(chǎn)生的交流磁場也產(chǎn)生磁力線，其磁力線也是隨時間而變化，它穿過激磁線圈時又在線圈內(nèi)感生出交流電。因為這個電流方向與渦流方向相反，結(jié)果就與激磁線圈中原來的電流方向相同了。這就是說線圈中的電流由于渦流的反作用而增加了。假如渦流變化，這個增加的部分(反作用電流)也變化。測定這個電流變化，從而可得到試件的信息。渦流的分布及其電流大小，是由線圈的形狀和尺寸，交流頻率(試驗頻率)，導體的電導率、磁導率、形狀和尺寸，導體與線圈間的距離，以及導體表面缺陷等因素所決定的。因此，根據(jù)檢測到的試件中的渦流，就可以取得關(guān)于試件材質(zhì)，缺陷和形狀尺寸等信息。
二、渦流檢測方法
渦流檢測是把導體接近通有交流電的線圈，由線圈建立交變磁場，該交變磁場通過導體，并與之發(fā)生電磁感應作用，在導體內(nèi)建立渦流。導體中的渦流也會產(chǎn)生自己的磁場，渦流磁場的作用改變了原磁場的強弱，進而導致線圈電壓和阻抗的改變。當導體表面或近表面出現(xiàn)缺陷時，將影響到渦流的強度和分布，渦流的變化又引起了檢測線圈電壓和阻抗的變化，根據(jù)這一變化，就可以間接地知道導體內(nèi)缺陷的存在。
由于試件形狀的不同，檢測部位的不同，所以檢驗線圈的形狀與接近試件的方式與不盡相同。為了適應各種檢測需要，人們設計了各種各樣的檢測線圈和渦流檢測儀器。
1、檢測線圈及其分類
在渦流探傷中，是靠檢測線圈來建立交變磁場;把能量傳遞給被檢導體;同時又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢測導體中的質(zhì)量信息。所以說，檢測線圈是一種換能器。
檢測線圈的形狀、尺寸和技術(shù)參數(shù)對于最終檢測是至關(guān)重要的。在渦流探傷中，往往是根據(jù)被檢測的形狀，尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求(檢測標準)等來選定檢測線圈的種類。常用的檢測線圈有三類。
1)穿過式線圈
穿過式線圈是將被檢測試樣放在線圈內(nèi)進行檢測的線圈，適用于管、棒、線材的探傷。由于線圈產(chǎn)生的磁場首先作用在試樣外壁，因此檢出外壁缺陷的效果較好，內(nèi)壁缺陷的檢測是利用的滲透來進行的。一般來說，內(nèi)壁缺陷檢測靈敏度比外壁低。厚壁管材的缺陷是不能使用外穿式線圈來檢測來的。
2)內(nèi)插式線圈
內(nèi)插式線圈是放在管子內(nèi)部進行檢測的線圈，專用來檢查厚壁或鉆孔內(nèi)壁的缺陷，也用來檢查成套設備中管子的質(zhì)量，如熱交換器管的在役檢驗。
3)探頭式線圈
探頭式線圈是放置在試樣表面上進行檢測的線圈，它不僅適用于形狀簡單的板材、板坯、方坯、圓坯、棒材及大直徑管材的表面掃描探傷，也適用于形狀較復雜的機械零件的檢查。與穿過式線圈相比，由于探頭式線圈的體積小、場作用范圍小，所以適于檢出尺寸較小的表面缺陷。
2、檢測線圈的結(jié)構(gòu)
由于使用對象和目的的不同，檢測線圈的結(jié)構(gòu)往往不一樣。有時檢測1只線圈組成，即絕對檢測方式;但更多的是由2只反相連接的線圈組成，即差動檢測；有時為了達到某種檢測目的，檢測線圈還可以由多只線圈串聯(lián)、并聯(lián)或相關(guān)排列組成。這些線圈有時繞在一個骨架上，即所謂自比較方式，有時則繞在2個骨架上，其中一個線圈中放入樣品，另一個用來進行實際檢測，即所謂他比較(或標準比較方式)。
檢測線圈的電氣連接也不盡相同，有的檢測線圈使用一個繞組，既起激勵作用又起檢測作用，稱為自感方式，有的由激勵繞組與檢測繞組分別繞制，稱為互感方式，有的線圈本身就是電路和一個組成部分，稱為參數(shù)型線圈。
3、渦流檢測顯示方式
渦流檢測的顯示與用途關(guān)系很大，一般小型便攜式儀器(如裂紋檢測儀、測厚儀等)多采用表頭顯示方式，小巧輕便。在冶金企業(yè)中使用的在線渦流檢測設備大多采用示波器、記錄儀加聲、光報警多種顯示方法。示波器顯示又有時基式、橢圓式和光點式幾種，這些顯示一般在現(xiàn)場用樣件調(diào)試設備時使用。其中矢量光點式更多地用于科研及在役設備(如熱交換器管道)的檢查，以便利用阻抗變化判斷傷的大小和深淺，記錄儀則可對樣件或可疑件留下永久性的顯示，以便記錄存檔，而聲光報警則往往是和自動分選配合使用，以便及時提醒操作人員注意。
三、渦流檢測的應用范圍
因為渦流檢測方法是以電磁感應為基礎(chǔ)的檢測方法，所以原則上說，所有與電磁感應有關(guān)的因素，都可以作為渦流檢測方法時檢測對象。下面我們列出的就是影響電磁感應的因素及可能作為渦流檢測的應用對象。
1、不連續(xù)性缺陷：裂紋、夾雜物、材質(zhì)不均勻等。
2、電導率：化學成分、硬度、應力、溫度、熱處理狀態(tài)等。
3、磁導率：鐵磁性材料的熱處理、化學成份、應力、溫度等。
4、試件幾何尺寸：形狀、大小、膜厚等。
5、被檢件與檢測線圈之間的距離(提離間隙)、覆蓋層厚度等。
四、渦流檢測的特點
渦流檢測的特點如下：
1、對于金屬管、棒、線材的檢測，不需要接觸，也無需要耦合介質(zhì)。所以檢測速度高，易于實現(xiàn)自動化檢測，特別適合在線普檢。
2、對于表面缺陷的探測靈敏度很高，且在一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可對大小不同缺陷進行評價，所以可以用作質(zhì)量管理與控制。
3、影響渦流的因素很多，如裂紋、材質(zhì)、尺寸、形狀及電導率和磁導率等。采用特定脾電路進行處理，可篩選出某一因素而抑制其他因素，由此有可能對上述某單獨影響因素進行有效的檢測。
4、由于檢查時不需接觸工件又不用耦合介質(zhì)，所以可進行高溫下的檢測。由于探頭可伸入到遠處作業(yè)，所以可對工件的狹窄區(qū)域及深孔壁(包括管壁)等進行檢測。
5、由于采用電信號顯示，所以可存儲、再現(xiàn)及進行數(shù)據(jù)比較和處理。
6、渦流探傷的對象必須是導電材料，且由于電磁感應的原因，只適用于檢測金屬表面缺陷，不適用檢測金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。
7、金屬表面感應的渦流的滲透深度隨頻率而異，激勵頻率高時金屬表面渦流密度大，隨著激勵頻率的降低，渦流滲透深度增加，但表面渦流密度下降，所以探傷深度與表面?zhèn)麢z測靈敏度是相互矛盾的，很難兩全。當對一種材料進行渦流探傷時，須要根據(jù)材質(zhì)、表面狀態(tài)、檢測標準作綜合考慮，然后再確定檢測方案與技術(shù)參數(shù)。
8、采用穿過式線圈進行渦流探傷時，線圈覆蓋的是管、棒或線材上一段長度的圓周，獲得的信息是整個圓環(huán)上影響因素的累積結(jié)果，對缺陷所處圓周上的具體位置無法判定。
9、旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷方法可準確探出缺陷位置，靈敏度和分辨率也很高，但檢測區(qū)域狹小，在檢驗材料需作全面掃查時，檢驗速度較慢。
10、渦流探傷至今還是處于當量比較檢測階段，對缺陷做出準確的定性定量判斷尚待開發(fā)。