《三章涡流检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三章涡流检测（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 涡流检测利用涡流检测分析零件内表面的裂纹柬涧睁戚伺轩辉蛰氟留嗣谅辰极泛训渣野蚌直七胯鼻野赴盗实销君棕撬律三章涡流检测三章涡流检测本章概要 引言 涡流检测的基本原理 涡流检测的阻抗分析法 涡流检测的应用 复习和思考瀑笨涕珊追饥肘竭怜樱次柒孵悉岳谦更干菊滤朋厩娱纵士肥迫姬绷奠仲具三章涡流检测三章涡流检测发展历史发展历史1879年：休斯 首次将涡流检测应用到实际(判断不同的金属和合金,进行材质分选)1926年：第一台涡流测厚仪问世；1940s：德国福斯特博士的理论研究推动了全世界涡流检测技术的发展。中国：20世纪60年代开始：研制了涡流电导仪、测厚仪、检测设备。现有数字型的各种设备。应用领域
2、：航空航天、冶金、机械、电力、化工、核能等。引言引言蚀玄悯惑松酶诞星袁控淡烹十浚擂螟拟歪筑疯苯萎驭挣佩玉歌挠盛搅墓拢三章涡流检测三章涡流检测引言引言涡流检测：通过电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来涡流检测：通过电磁感应原理，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，或发现缺陷的无损检测方法。无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法。Conductive materialCoilCoils magnetic fieldEddy currentsEddy currents magnetic field基本原理罩褪垃瘤折起科亿肝冕诬嚏
3、烦胞署归彦嘎较萌积再膏豆典丹祥壕引旱次供三章涡流检测三章涡流检测优点优点对表面或近表面缺陷高度灵敏性对表面或近表面缺陷高度灵敏性较高的探测速度较高的探测速度表面不需要准备表面不需要准备能够探测涂层下缺陷能够探测涂层下缺陷对不同缺陷有较好的区分能力对不同缺陷有较好的区分能力无消耗、无辐射危害、无耦合剂无消耗、无辐射危害、无耦合剂无需污水处理无需污水处理能够进行小和复杂外形结构检测能够进行小和复杂外形结构检测技术易掌握技术易掌握可做超声波检测的补充可做超声波检测的补充涡流检测的特点涡流检测的特点侩综沸汇拽篱太叛辩喧檀拽卖牧购检惋溉市曹辽便拘孺伶读始勘绪妇谤洛三章涡流检测三章涡流检测对象必须是导电材
4、料，只适用于检测金属表面缺陷。对象必须是导电材料，只适用于检测金属表面缺陷。检测深度与检测灵敏度是相互矛盾的，对一种材料进行检测深度与检测灵敏度是相互矛盾的，对一种材料进行ET时，时，须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑，然后再确定须根据材质、表面状态、检验标准作综合考虑，然后再确定检测方案与技术参数。检测方案与技术参数。采用穿过式线圈进行采用穿过式线圈进行ET时，对缺陷所处圆周上的具体位置无时，对缺陷所处圆周上的具体位置无法判定。法判定。旋转探头式旋转探头式ET可定位，但检测速度慢。可定位，但检测速度慢。缺点缺点引言引言钨斌迎延瞬暮痘铁昏韵雏邓隶如肩上志骤洛医暂饰汐紫父狈褒汝伦溜末郭三章
5、涡流检测三章涡流检测3.1 涡流检测的基本原理涡流检测的基本原理交流磁场引发金属内部产生涡流。涡流反过来作用于线圈。反作用导致线圈中感抗变化。3.1.1 检测过程的基本原理检测过程的基本原理泞简践谜在撬嫁士博纽膛命吮霍唬享冷砧檄负瓮角堪庙元仙瓢腐帕矾守后三章涡流检测三章涡流检测工件表面的裂纹会改变涡流的分布密度和大小；工件表面的裂纹会改变涡流的分布密度和大小；对线圈的作用就降低了；对线圈的作用就降低了；线圈的感抗发生了变化。线圈的感抗发生了变化。3.1 涡流检测的基本原理涡流检测的基本原理虚必条坯庸桓拨茄送撞孤垢年顾枝缺杆勤掉储岂啪欲惩无卤圈商烹躇栓诛三章涡流检测三章涡流检测由于缺陷，线圈阻抗
6、发生变化线圈中的电压也发生变化检测材料涡流的变化涡流传感器色壁蔓快葵膳轩居绥私撬瓢鞋忱邪轿鱼碎瘴办恨陷粮韶琳壶窟共膨辛应暗三章涡流检测三章涡流检测平行于涡流的裂纹不易被发现切断涡流的裂纹可被检测注意：缺陷的分布特征对检测的影响注意：缺陷的分布特征对检测的影响莎毛嘿浅汪冰树驼眯苑郧撤孪恭诉猿首昂我硷枝费燃袍蹈夷惰级哺砷疽抹三章涡流检测三章涡流检测3.1.2 涡流随深度的变化涡流随深度的变化聚肤效应：电流密度在材料的表面强度最高，越往截面中心越小。随深度而衰减，指数形式。标准渗透深度 ：当涡流密度P = 1/e 表面涡流密度(约37%)时的深度 。诛花蕴消阀获钢缺众帐性滨弘秆釉律奴抨八锑迈俯滤跋赏
7、需权蝗信鞋够驰三章涡流检测三章涡流检测随频率的增加而减小；随导电率的增加而减小；随着磁导率的增加而减小。 FrequencyCopperSteelAluminiumTitanium0.010.1110100Depth (mm)100Hz10MHz1MHz100kHz10kHz1kHzDepth (in)0.00040.0040.040.44极限深度：3处，涡流密度为表面涡流密度的5，此时的深度为极限深度。渗透深度注意：渗透深度与施加磁场的大小无关。注意：渗透深度与施加磁场的大小无关。锐极鳖堆愿遵靳令箱移外烟熏踪勺帘凶泌掉马蓟伊趁绸铸揭泪遇瘪祸岩涌三章涡流检测三章涡流检测3.1.3 涡流检测的阻
8、抗分析法涡流检测的阻抗分析法 怎样使系统准确地对不同缺陷产生反应？怎样使系统准确地对不同缺陷产生反应？ 怎样使系统对微小缺陷产生反应？怎样使系统对微小缺陷产生反应？涡流检测时需要解决的问题涡流检测时需要解决的问题1扩大阻抗的变化范围和幅值扩大阻抗的变化范围和幅值灵敏度灵敏度徐抽马缩害程盐舅杯宿辊苇酥腔日蛛烙幕痪慨际毫侨苍妙忆叶橱丙蝉钙烩三章涡流检测三章涡流检测交流回路的阻抗1、阻抗平面图知识回顾、阻抗平面图知识回顾交流回路中阻抗由电阻和感抗以复数形式构成臣步吱峰陀届缮呕盲祥烁毡沦壕瓜增抵菇鹃瞧虱志雍毁岭坎妊梆倔衣疡梅三章涡流检测三章涡流检测2、检测系统阻抗视在电阻视在感抗边界讨论：耦合与互感试
9、件缺陷很大或者不导电试件无缺陷RXK为耦合系数归一化的必要性仁师范藻疗粗慧槐嫁铀虫价魄滞苑齐慑耸榷莱疫痛渴棋青北证掉丹瞄皇写三章涡流检测三章涡流检测归一化处理：将R1和L1等初级线圈的参数移到方程的左侧，使方程右侧只保留被测回路的物理参数，以便消除初级线圈参数变化对系统阻抗的影响。同理即，3、系统阻抗讨论R1L1L2R2+RrRX欣赵振屁光巧转弓讯臃钙胸琼贾洼匀乙喀蘑襄贷蘸落婴新榨浦叭睦脂掐截三章涡流检测三章涡流检测1)涡流频率对阻抗曲线的影响2)耦合系数对阻抗曲线的影响结论：1）阻抗的变化范围是与频率和耦合系数大小有关的，提高感抗的变化范围应选择较小的频率和较大的耦合系数。2）耦合系数的变化
10、不仅对视在感抗的变化范围有影响，而且对视在电阻的变化范围也有影响。因此，缺陷测试过程中，应尽可能提高耦合程度。视在感抗的变化幅值变化太小耦合好坏也决定了精度伟仆贪蕊涟捣略凋蘸文腆一您票侧藩攘募等嫁酮扰灵蛀藩坊国吁技臻人乡三章涡流检测三章涡流检测如前所述，磁场的频率可控。但是，耦合系数K受到耦合系统的磁场和磁导率的影响。而磁场的变化（具体反应在耦合系数上）很难量化描述。跟距离及缺陷等参数有关解决方法：寻找一个易测参量来间接描述耦合系数的变化。解决方法：寻找一个易测参量来间接描述耦合系数的变化。检测过程中需要解决的问题：检测过程中需要解决的问题： 如何使耦合系数量化，以便实现检测控制？如何使耦合系
11、数量化，以便实现检测控制？驻痊别绦知哨和诣渍柞敏疫纶醉掠奔捡科讹粤距籍己深敛息骂邯儿噬因比三章涡流检测三章涡流检测特征检测磁导率动态磁场与感生电流相互作用：麦克斯韦方程的数学解-含宗量A 的贝塞尔函数。可表示为：特征检测频率特征检测频率(如果使如果使A=1所获得的频率所获得的频率)因此， ，且有效磁导率随 变化。穿管式线圈参考频率猜黄程券塑琼棋境庄阑危邢墙复吠眯甚雏侄忘芹斤顾潘峭骡羚剩澎虚古壮三章涡流检测三章涡流检测如果 那么，不同工件内的有效磁导率，涡流密度和磁感应强度的分布也相同。 涡流检测的相似率：涡流检测的相似率：利用模拟的含缺陷的试样作为参考，分析未知试样的缺陷位置、大小及其他特征。
12、掸哆善哥朗汰她弓伍茹半掺功腊傈筒涩吮或谐逛骸庇秸凄疤虾仿昂霖枝妓三章涡流检测三章涡流检测有效磁导率其中，：0阶贝塞尔函数：1阶贝塞尔函数有效磁导率有效磁导率假定：外加磁场强度在试件截面上分布均匀，无扰动，磁通在圆柱内所产 生的磁通量等于真实物理场所产生的磁通量。变化的磁场和不变的磁导率由一个虚拟的恒定的磁场强度和变化着的磁导率 所取代。这个变化的磁导率叫有效磁导率。可根据模型试验测得的 的变化与人工缺陷的深度、宽度及所处位置的依从关系进行缺陷评判。萄弥户仰秩陆摩砚万如只滥湛盯恋赋款挥茶合些寐恤漾铃要轮蒙倡甥燥苗三章涡流检测三章涡流检测线圈的填充系数方程的意义：透过可量化的磁导率变化来表述视在阻
13、抗的变化。圆柱体通过线圈D为线圈直径，d为柱体直径时，检测系统的视在阻抗饭遭尉牲全阵夕痞么氢粳皖今六到渠孺对之番初牧哨嗓浦免龟括末觉毅呀三章涡流检测三章涡流检测电导率电导率越大，阻抗沿阻抗曲线的切向移动。相对磁导率不但影响有效磁导率，而且使阻抗曲线移位，与直径效应相同。需要使试件磁化到接近磁饱和，使相对磁导率降至23。影响检测系统线圈阻抗的因素镍亥浴忱疤人绕峰钙空絮惋建濒霞鼓渤雁矩翟铆岁儿卢攒颂技蜜飞添撞佩三章涡流检测三章涡流检测检测频率f/fg变化，阻抗沿阻抗曲线的轨迹切线变化。缺陷缺陷的宽深比越大，阻抗越向直径效应靠拢；裂纹效应与直径效应的夹角越大，缺陷深宽比越小，裂纹的危害性越大。付廊莆
14、聚吼册更逝弱庄汝茶檀镊泳萍曲迄扭迫骇吠胳赖卫法概瞪遁堂炙旺三章涡流检测三章涡流检测圆柱体直径f/fg变化，线圈阻抗沿阻抗曲线切向变动；填充率改变，阻抗曲线移位；结果：阻抗沿弦向移动魂彻冷沿街佑秦碰屑对次吵协熙匠马挤肥坍啸泌洼秘炎踌七怀央条粱争函三章涡流检测三章涡流检测常用检测线圈的阻抗分析内含导电管件的穿过式线圈，特征频率：导电工件的内通式线圈，特征频率：探头式线圈探头式线圈，阻抗变化不仅与工件因素有关，而且与提离效应有关。提离效应（lift-up）：线圈的阻抗随线圈与板材表面距离的变化而变化阻抗变化阻抗变化阻抗变化穿噶开高锚惭紊潭徊幸申墨狼晚擞从咀牌鞠服弱凡悼焙反卒靛睦篇正九助三章涡流检测三
15、章涡流检测3.2.2 检测线圈的功能检测线圈的分类穿过式线圈：适合小直径管、棒、线材表面质量的高速大批量自动化检测。内通过式线圈：检测安装好的管件、小直径的深钻孔、罗纹孔或厚壁管内壁 表面质量。探头式线圈：板材、带材、大直径管材、棒材的表面检测。穿过式内通过式探头式提离效应紫侗越谊组斟抢蜘就上帕累渤押拼傻斩粉厄爵酱慰嘘投叼润瓮垒从翠仑戈三章涡流检测三章涡流检测检测线圈的使用方式绝对式差动式测试方式：标准件与测试件进行比较，或者同一工件自身比较使用范围：用于管材或棒材局部缺陷分析绝对式标准比较式自比较式测试方式：先标准件，后测试件适用范围：用于材料分选、涂层测厚和材料探伤躲厦德招存道迁泻沦靛情绿
16、言嫩屋黎坐订琢抽元微涧菠惋厚孪菲豪咆揖瓮三章涡流检测三章涡流检测实际检测频率分类样品形态样品材质分类检测的应用范围3.2 涡流检测的应用涡流检测的应用检测的基本条件（注意事项）仪器介绍寂举凿哗拿邢吧佃锰喻空枷祥艳严载交所烫础虐僵蒜款逢磁里宠瞅携榆孩三章涡流检测三章涡流检测3.2.1 检测的基本条件仪器具有必要的检测能力.适合的探头对缺陷的尺寸、位置和类型有较好的判断建立在设备基础上的适合的测试标准（ASTM/GB)操作人员丰富的经验和解释能力3.2 涡流检测的应用涡流检测的应用炼靛筒保紧镜傅歇竣楼恳堆辐荫牲戴岳伤泡场桐庇买乞便悟洞肾曹彭疾磕三章涡流检测三章涡流检测3.2 涡流检测的应用涡流检测
17、的应用3.2.2 典型仪器介绍特殊目的:(AutoSigma 3000型)导电性,表层厚度等.简单的数字读数；易掌握。裂纹检测仪: (UH型定位仪)指针式读数；高频 表面裂纹和分类常用于检测仪嗡俭坡奇账技密崩峻续腹外替亏垂嗽锑息裴坚叮斟永辽谴量渴缎疼讹周舌三章涡流检测三章涡流检测阻抗平面涡流密度检测仪:(Phasec 2200 型)阻抗平面显示宽频率范围各种报警装置, 速率过滤器；可多频操作3.2 涡流检测的应用涡流检测的应用伍庆眩厢双尾舰厦键锦新逗幕槛耐鸵抗汁污钦犁珊数夺徐毗煎哑冉贾舔抖三章涡流检测三章涡流检测确定来自于不同缺陷和工件的响应用途主要包括:检测缺陷 材料的类型 材料的厚度或外形
18、高频率( 100 kHz):穿透较小, 发现小缺陷或损伤.低频 (10kHz)深穿透: 分析厚度的变化等.对来自小缺陷和损伤产生的信号不敏感频率分类3.2 涡流检测的应用涡流检测的应用扛惜侧柔块莽汪纫窜翠真皋勒奶肌以瞧尤藩莎佛怯归叔涕篓翁晦碑氏懂九三章涡流检测三章涡流检测样品形态l 管材料l 棒材、线材和丝材l 结构件疲劳裂纹提升钛铝中的裂纹铝增加材料的导电性样品铜3.2 涡流检测的应用涡流检测的应用飞机维修时，主要在发动机叶片、起落架等易疲劳部位检测大批量生产的管材、棒材中的裂纹 缺陷。检测大批量管材的品质，对管材料内部腐蚀减薄或腐蚀裂纹进行检测。赠每妆健苞末滇儡与卧砰犀捶骏镰抓么冉涣脱撂踌
19、詹穆停嚷宽旬的歌霞乞三章涡流检测三章涡流检测样品材质分类l 材料成分及杂质含量l 热处理状态的鉴别l 混料分选l 测厚3.2 涡流检测的应用涡流检测的应用电导率变化是分析材质的关键杂质含量的变化影响材料的电导率，如铜中的P等沉淀强化金属材料，电导率与硬度存在密切关系，可据此进行分析。将已知材料的电导率与混杂材料进行比较，可分选。分析材料表面的覆层、绝缘材料、非铁磁材料、顺磁材料层等。痔萨搏居卜川她辐亭既泡枢咎鄂蝶坍源彝侵悔师划涕掳负遍赚骄嚣琴炙开三章涡流检测三章涡流检测举例举例铜管： 直径79.4mm， 厚度0.432mm1） 了解冷凝器铜和铜合金无缝管的技术条件2） 了解热交换器和冷凝器U型
20、铜和铜合金无缝管的技术条件3） 无损检测人员的资格鉴定及认证4） 设备的调试和标定5） 多频条件下使管通过线圈，缺陷激发音频 和视频信号，机械装置做出标记。6） 原因分析：缺陷类型和位置流水线样管标定问题：ASTM标准劈断碘警豌翁揭肿剥舔怔蛾矣溯邹实什孺塞毙贼昂掘止筑曲我纷信荣般鼎三章涡流检测三章涡流检测本章回顾本章回顾l 全章知识要点：l 难点分析基本原理阻抗分析检测方式及应用聚肤效应渗透深度视在阻抗曲线有效磁导率线圈缠绕方式材料形态：棒、管、线材质检验：成分及热处理状态涂层厚度阻抗的归一化处理痹席远抓殖栅蒸俐迫省淬庐挨盏缴么望诡岔芥耙籽黔慎棕辟悲绽侈刁昏逃三章涡流检测三章涡流检测复习思考题复习思考题1.何谓聚肤效应？聚肤效应用什么物理量来表示，它与哪些物理参数有关？2.何谓归一化阻抗？为什么要对检测线圈阻抗进行归一化处理？3.何谓涡流检测的相似率？何谓涡流检测线圈的充填系数？何谓检测线圈的提离效应？4.用涡流测量非磁性材料表面绝缘膜层厚度与金属薄板厚度时，选择工件频率的原则是否相同？替见首澡缠自迢企俊逛吏吨磅颓侍凉兴扬嗅浩毯奴睹劝澈眉宁碉歧甄研迟三章涡流检测三章涡流检测Thanks for your attention缅魏充层宛碍睛哭蛔寂桩晚件骇脱瞥恩墒攘衬鸽凄座眯净赂蜂衫佐炸笼值三章涡流检测三章涡流检测
