于航?王菲菲?張浩

摘要：對(duì)渦流探傷儀的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，在分析渦流探傷儀工作原理的同時(shí)，確定影響渦流探傷儀性能指標(biāo)的重要參數(shù)，深入分析零件檢測(cè)深度與頻率參數(shù)之間的關(guān)系，總結(jié)了渦流探傷儀綜合性能的校準(zhǔn)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：渦流探傷儀；頻率參數(shù)；綜合性能

渦流探傷儀主要用于檢測(cè)金屬零部件的表面或近表面缺陷，是無損檢測(cè)的重要工具，被軍工和民用制造單位廣泛應(yīng)用于復(fù)雜表面零件的探傷，同時(shí)也是軍工和民用地面維護(hù)和故障排除的重要測(cè)試工具。渦流探傷儀的計(jì)量特性直接影響檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)行規(guī)范的校準(zhǔn)是確保渦流探傷儀性能滿足使用要求的重要技術(shù)手段。

1 國(guó)內(nèi)外渦流探傷儀相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

目前國(guó)家計(jì)量體系和國(guó)防軍工計(jì)量體系均沒有制訂渦流探傷儀的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有可借鑒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 14480.1-2015《無損檢測(cè) 渦流檢測(cè)設(shè)備 第1部分：儀器性能和檢驗(yàn)》、GB/T 14480.2-2015《無損檢測(cè) 渦流檢測(cè)設(shè)備 第2部分：探頭性能和檢驗(yàn)》、 GB/T 14480.3-2008《無損檢測(cè) 渦流檢測(cè)設(shè)備 第3部分：系統(tǒng)性能和檢驗(yàn)》。GB/T 14480系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了通用渦流檢測(cè)設(shè)備的檢驗(yàn)項(xiàng)目和檢驗(yàn)方法，但沒有具體的技術(shù)指標(biāo)和強(qiáng)制的檢驗(yàn)項(xiàng)目。國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)為ISO/DIS 15548與國(guó)標(biāo)GB/T 14480《無損檢測(cè) 渦流檢測(cè)設(shè)備》等同。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JJG（民航）0061-2001《渦流探傷儀檢定規(guī)程》比較適用于通用類型的渦流探傷儀的檢定，不能完全滿足特殊類型渦流探傷儀的檢定。

2 渦流探傷儀的工作原理

探傷儀的振蕩器產(chǎn)生交變電流流過置于試件上的線圈，在線圈周圍形成交變磁場(chǎng)，并在試件表面產(chǎn)生渦流；當(dāng)檢測(cè)線圈位置發(fā)生變化時(shí)，由于線圈所處位置下面存在缺陷，試件形狀、尺寸或材料電磁特性有所變化，都會(huì)引起渦流的大小發(fā)生改變并通過二次磁場(chǎng)作用于檢測(cè)線圈，使線圈阻抗發(fā)生變化，通過渦流探傷儀可以顯示出阻抗的這一變化，這就是缺陷的標(biāo)志，阻抗是渦流探傷儀反應(yīng)缺陷的關(guān)鍵參數(shù)。

3 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)分析

3.1 確定渦流探傷儀的關(guān)鍵參數(shù)

在任何具體的渦流檢測(cè)中，工作頻率與檢測(cè)對(duì)象的厚度、期望的透入深度、要求達(dá)到的靈敏度或分辨率有關(guān)，低頻率條件下可獲得更大的渦流透入深度，因?yàn)殡S著頻率的降低，發(fā)現(xiàn)缺陷的靈敏度也隨之降低。在滿足檢測(cè)深度要求的前提下，提高頻率，得以到較高的靈敏度，激勵(lì)源輸出頻率參數(shù)屬于渦流探傷儀的重要參數(shù)。電壓參數(shù)相當(dāng)于渦流探傷儀的增益，增益決定缺陷信號(hào)在顯示單元幅度的大小。其它參數(shù)屬于儀器綜合性能評(píng)定參數(shù)，需要配備放置式標(biāo)準(zhǔn)探頭進(jìn)行檢定，例如：靈敏度、信噪比、提離效應(yīng)、邊緣效應(yīng)、傾斜性能。

3.2 頻率參數(shù)技術(shù)指標(biāo)的校準(zhǔn)分析

JJG（民航）0061-2001《渦流探傷儀檢定規(guī)程》規(guī)定渦流探傷儀的頻率誤差指標(biāo)為±10%。但是渦流探傷儀用于檢測(cè)的零件復(fù)雜多樣，其頻率的技術(shù)指標(biāo)參數(shù)應(yīng)根據(jù)不同零件的公差而變化，不應(yīng)完全按照標(biāo)準(zhǔn)確定技術(shù)指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際檢測(cè)的零件和工藝來確定頻率的技術(shù)指標(biāo)。

下面以愛德森SMART-2097L渦流探傷儀為例，進(jìn)行具體分析。根據(jù)表1的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)檢測(cè)篦齒盤的0.2mm缺陷時(shí)，允許誤差為±0.02mm，由集膚效應(yīng)公式導(dǎo)出按公式轉(zhuǎn)化頻率允差±20%，根據(jù)GJB 5109-2004《裝備計(jì)量保障通用要求 檢測(cè)和校準(zhǔn)》中的要求，被測(cè)裝備與其校準(zhǔn)設(shè)備的測(cè)試不確定度比一般不得低于4：1。這樣檢測(cè)篦齒盤的渦流探傷儀的頻率最大允許誤差為±5%。所以渦流探傷儀的頻率參數(shù)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)具體使用情況而定。

3.3 渦流探傷儀綜合性能的校準(zhǔn)分析

渦流探傷儀的型號(hào)和探頭復(fù)雜多樣，由于探頭線圈的外形設(shè)計(jì)和制作不同，自感式的且線圈平行于標(biāo)準(zhǔn)試塊，可以感應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)試塊的缺陷，可以進(jìn)行綜合性能校準(zhǔn)。

互感式的且垂直于標(biāo)準(zhǔn)試塊線圈探頭，將無法感應(yīng)到標(biāo)準(zhǔn)試塊的缺陷，這樣的線圈無法進(jìn)行綜合性能的檢查，所以進(jìn)行渦流探傷儀的綜合性能檢查必須設(shè)計(jì)制作帶負(fù)載電阻的放置式線圈，原理圖如圖1。

4 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)上面所用的分析方法對(duì)不同型號(hào)渦流探傷儀頻率參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，根據(jù)表2的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，渦流探傷儀的測(cè)量結(jié)果符合該設(shè)備技術(shù)指標(biāo)要求。

5 結(jié)論

綜上所述，為了提高渦流探傷儀現(xiàn)場(chǎng)使用準(zhǔn)確、可靠，避免某參量超過現(xiàn)場(chǎng)工藝的技術(shù)指標(biāo)，造成漏檢，可以借鑒以上的分析方法，用于監(jiān)測(cè)渦流探傷儀各項(xiàng)指標(biāo)的準(zhǔn)確性。

（作者單位：中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司）