欒 波
沈陽特種設(shè)備檢測研究院,遼寧沈陽 110035
渦流檢測技術(shù)是基于電磁感應(yīng)原理的一項無損檢測技術(shù)。在探頭的線圈中通入交流電,然后靠近被測試件,由于磁場作用,被測試件會感應(yīng)出渦流。試件的幾何缺陷、電磁異常等客觀條件都會影響渦流的變化,而它的變化又會反作用于線圈,改變阻抗和感生電壓。測定變化值,就可以檢測出試件的缺陷所在。但是,由于客觀因素的限制,此項技術(shù)還無法普遍適用于承壓特種設(shè)備的檢測。如果能夠從技術(shù)方面改善渦流檢測技術(shù),并應(yīng)用于承壓特種設(shè)備的檢驗中,將會為此提供更為精確的技術(shù)保障。
1)由于線圈與被測試的工件沒有必要觸碰,因此檢驗速度很快,可以進行自動化測試,尤其適用于在線普檢;
2)進行檢測的儀器靈敏度很高,并且可以進行線性指示;
3)影響檢測結(jié)果的因素很多,為了得出某一個因素的影響,可以通過控制變量法,抑制大多數(shù)因素只改變其中一個因素;
4)不僅溫度對渦流檢測沒有影響,而且檢測探頭還可以伸入到遠處工作;
5)因為檢測結(jié)果采用的是電信號顯示,所以可以對此進行數(shù)據(jù)分析;
1)因為只有可以導(dǎo)電的工件才可以使用渦流探測,所以只能探測金屬,而由于此技術(shù)是基于電磁感應(yīng)實現(xiàn)的,因此無法探測材料內(nèi)部的缺陷;
2)渦流滲透的深度由頻率的大小決定,檢測的頻率增大時渦流的密度也變大,檢測的頻率越低,渦流滲透得越深,但表面渦流密度會下降,因此檢測的深度與表面檢測靈敏度成反比。當(dāng)對一種材料進行渦流檢測時,應(yīng)全方面考慮多種因素,然后選擇使用哪種無損檢測方案;
3)使用穿過式線圈工作時,由于線圈感應(yīng)到的是材料上的一部分圓環(huán)區(qū)域,所以檢測到的結(jié)果是一定面積的綜合效果,導(dǎo)致很難確定缺陷的所在點;
4)通過旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷技術(shù)檢測得到的區(qū)域面積狹窄細小,且需要進行全面掃查,檢驗速度較慢。
根據(jù)被測工件的外形和檢驗?zāi)康牡奶攸c,一般情況分為三種線圈:穿過式線圈、探頭式線圈以及插入式線圈。
1)穿過式線圈用于檢測管狀、棒狀以及線狀材料,線圈的內(nèi)徑略大于被檢物件,將被檢物體以一定的速度從線圈內(nèi)通過,根據(jù)產(chǎn)生的信號可以發(fā)現(xiàn)裂紋、雜質(zhì)等缺陷;
2)探頭式線圈適用于局部區(qū)域的探測。將線圈放在可以安置的部位,比如板狀、管狀部分,這種技術(shù)可以檢測出機器發(fā)動機葉片上的缺陷等。為了提高渦流檢測的靈敏程度,經(jīng)常在線圈中安裝磁芯;
3)插入式線圈往往置于被測工件的管狀或者孔狀部位進行工件內(nèi)部的探測,可以進行對大部分管道內(nèi)部缺陷的檢測。
渦流檢測技術(shù)得出的結(jié)果與材料的電導(dǎo)率息息相關(guān),而電導(dǎo)率受壓力因素影響,所以在對承壓特種設(shè)備進行檢驗時,渦流檢測容易出現(xiàn)誤差。但是渦流檢測技術(shù)作為一種廣泛應(yīng)用的無損檢測方法,不僅可以檢測出材料表面的缺陷,還可以發(fā)現(xiàn)油漆層下的缺陷,因此在檢測承壓特種設(shè)備中仍然在以下三個方面起著重要作用。
用于管狀材料的渦流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有很多,比如《鋼管渦流探傷探測方法》、《銅及銅合金無縫管渦流探傷方法》等等。而且渦流檢測技術(shù)在檢測管狀材料的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟,可靠性很高。由于管狀工件受結(jié)構(gòu)限制,無法使用其他方法進行無損檢測,而渦流檢測工藝使管狀工件的檢測有了。在對冷凝器換熱管以及鍋爐水冷壁管檢測時,使用渦流探傷工藝,可以及時找到安全隱患,防患于未然。
檢測冷凝器換熱管的時候需要以下儀器:渦流檢測儀、電腦、多通道遠場檢測探頭;檢測鍋爐水冷壁管時,還可以使用手持外置式探頭,配合自動爬行器使用,提高檢測速度。
奧氏體不銹鋼具有無磁性和晶粒粗大的特性,因此渦流檢測技術(shù)是最合適的檢測方法,但是在實際工作中,對奧氏體不銹鋼焊縫的檢測以表面滲透檢測為主,效率不高,最大的檢測深度只有6mm,而且國內(nèi)使用于焊縫渦流檢測的標(biāo)準(zhǔn)也只有一個:《基于復(fù)平面分析的焊縫渦流檢測》。此外,渦流檢測對焊縫表面質(zhì)量要求比較高,很多要素的變化都會影響檢測結(jié)果,比如焊縫的寬度和高度。需要用到以下儀器:渦流檢測儀、電腦以及檢測焊縫的專用探頭。如果焊接質(zhì)量好,焊縫外形整齊,渦流檢測技術(shù)對于承壓特種設(shè)備的奧氏體不銹鋼焊縫非常適用。隨著渦流檢測技術(shù)的逐漸成熟,以及焊接技術(shù)水平的提高,檢測靈敏度將得到很大提升。
因為停機時間不定以及檢測費用昂貴,檢測工業(yè)管道時經(jīng)常拆除部分區(qū)域,這樣可以一次檢測到多個部位,并可以檢測到內(nèi)部的微觀缺陷,檢測效率很高。此外,管道直徑多樣,需要配備尺寸不同的探頭,并需要匹配的對比式樣,這樣就提高了成本。檢測管道直徑比較大的管道時,可以采用管線外爬探頭,且多種探頭的設(shè)計方便檢測不同尺寸的管道。但是渦流檢測技術(shù)用于工業(yè)管道檢驗時,效果不如另外四種常規(guī)無損檢測方法,所以最好結(jié)合其他方法一起檢測。因此,將渦流檢測技術(shù)用于工業(yè)管道的定期檢測值得鼓勵。隨著渦流檢測技術(shù)的進步,探頭性能的改善,將更好地應(yīng)用于工業(yè)管道的檢測。
在我國,渦流檢測技術(shù)已經(jīng)使用了將近20 年,技術(shù)也已經(jīng)相當(dāng)成熟了,但是應(yīng)用于承壓特種設(shè)備的檢測仍處于初級階段,對缺陷還無法進行定性定量的分析,可靠性和準(zhǔn)確性還無法得到保證。如果對渦流檢測技術(shù)進行改進,使用設(shè)備進行改良,再結(jié)合渦流檢測本身的優(yōu)點,將會使承壓特種設(shè)備的檢驗過程更加方便。
隨著科學(xué)技術(shù)的進步,現(xiàn)在面臨的困難一定可以被克服,渦流檢測技術(shù)將會發(fā)展得更加科學(xué)更加精確,使得承壓特種設(shè)備的檢測更加可行,最終為設(shè)備的安全運行提供了保證。
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