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渦流探傷儀是一種利用渦流原理檢測金屬表面缺陷的儀器，渦流探傷以交流電磁線圈在金屬構(gòu)件表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流的無損探傷技術(shù)。它適用于導(dǎo)電材料，包括鐵磁性和非鐵磁性金 屬材料構(gòu)件的缺陷檢測。由于渦流探傷，在檢測時不要求線圈與構(gòu)件緊密接觸，也不用在線圈與構(gòu)件間充滿藕合劑，容易實(shí)現(xiàn)檢驗自動化。蘇州龍駿無損檢測設(shè)備有限公司設(shè)計的LJET系列渦流檢測儀以其的性能廣泛應(yīng)用在棒材、管材領(lǐng)域，本文介紹的是LJET系列渦流探傷儀檢測銅管表面缺陷能力的內(nèi)容。

1探傷原理介紹

    渦流探傷原理是用激勵線圈使導(dǎo)電構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。按檢測線圈的形狀不同，可分為穿過式和旋轉(zhuǎn)式渦流探傷儀。

1.1穿過式探傷儀檢測原理如圖1所示：

圖1穿過式探傷儀原理示意圖

L1為激勵線圈，采用高頻振蕩電流，產(chǎn)生振蕩磁場，振蕩磁場使金屬試樣產(chǎn)生渦流。渦流的作用是產(chǎn)生反磁場，使L2產(chǎn)生電流，L2是由正向繞阻和反向繞阻組成的線圈，如果材料比較均勻，正反繞阻產(chǎn)生的電流互相抵消。如果材料上有缺陷，先檢測到的繞阻與其反繞阻就存在電勢差，在L2上，就會有電壓顯示。如果材料上有一縱向長缺陷，缺陷的變化均勻，大小一致，那么，L2繞阻上電勢差就會較小或沒有電勢差，所以難以檢測到縱向長缺陷。穿過式線圈只能夠檢測到裂紋、夾渣、氣孔、凹坑、碰扁等點(diǎn)狀缺陷或橫向缺陷，能夠較好控制產(chǎn)品的泄漏，代替水壓試驗檢漏。但對于縱向長缺陷則難以發(fā)現(xiàn)，所以在用戶使用中有可能出現(xiàn)擴(kuò)口裂、脹管裂等現(xiàn)象。

1.2 旋轉(zhuǎn)式檢測原理如圖2所示：

圖2旋轉(zhuǎn)式探傷儀原理示意圖

如圖所示，L1為激勵線圈，L2為測量線圈。旋轉(zhuǎn)頭的點(diǎn)式探頭，制作成一個點(diǎn)狀，圍繞材料做高速旋轉(zhuǎn)，其測量線圈的制作原理與穿過式一樣，也是自比差動式線圈。當(dāng)探頭在高速旋轉(zhuǎn)時，兩個測量線圈的位置一前一后。當(dāng)材料上有缺陷時，前面的線圈首先檢測到缺陷，線圈L2就有電勢差，能清晰的檢測到缺陷。如上圖所示。但是目前旋轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)速zui高只有18000轉(zhuǎn)/分，安裝雙通道的探傷儀，探頭軌道寬度為5mm，兩個探頭的寬度10mm，所以要達(dá)到100%探傷材料的運(yùn)行速度zui高不能超過180m/min。但是目前大多數(shù)公司現(xiàn)有的精整機(jī)的運(yùn)行速度為350m/min~400 m/min，沒有一臺機(jī)器的速度小于300 m/min。所以旋轉(zhuǎn)頭在高速運(yùn)行探傷時，探頭掃描的覆蓋率只有43%左右，對長度低于10 mm的缺陷，會產(chǎn)生明顯的漏檢。另外一個因素是旋轉(zhuǎn)頭的檢測靈敏度如果提的太高，會檢測出較多的不影響使用缺陷，引起傷點(diǎn)過多使產(chǎn)品報廢。為防止發(fā)現(xiàn)缺陷的數(shù)量太多，增加了一個短缺陷抑制功能，不達(dá)到一定長度的缺陷不產(chǎn)生報警。所以單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)頭探傷方法只能控制一定長度以上的長條形缺陷，對于橫向缺陷和短缺陷不能檢測出來。為了克服旋轉(zhuǎn)式探傷的缺點(diǎn)和穿過式探傷方法的不足，大多數(shù)公司引進(jìn)了穿過式+旋轉(zhuǎn)式渦流探傷方法。

2目前實(shí)際檢測能力

在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)過取樣缺陷統(tǒng)計分析表明蘇州龍駿LJET探傷儀穿過式通道對夾雜、小坑、扁管有比較高的檢測靈敏度，檢測效果很好。

旋轉(zhuǎn)式通道對具有一定寬度和一定深度的鋸齒傷也有較好的檢測效果。表1是在實(shí)際生產(chǎn)中我們對鋸齒傷進(jìn)行的金相分析，從該表中可以看出，檢測鋸齒傷不能單一的來看鋸齒傷的深度，同時還要有一定

表1樣品金相分析

的寬度。否則，即使是有的深度高達(dá)0.08MM，但寬度只有0.05MM,結(jié)果探傷儀檢測曲線仍然是無明顯信號；而有的深度只有0.04MM，但是寬度達(dá)到0.25MM，旋轉(zhuǎn)頭仍能有效的檢測出來。從目前的探傷靈敏度和對探傷儀的了解來看，深度0.06MM以上，同時寬度0.2MM以上的鋸齒傷我們比較有把握探出來，在這個數(shù)值以下的，大部分有缺陷信號顯示，只有少部分無明顯信號。

3目前檢測的難點(diǎn)

現(xiàn)在所使用的旋轉(zhuǎn)校準(zhǔn)人工傷，也可稱作標(biāo)準(zhǔn)樣管，一般用微型鋸制作，現(xiàn)在精度高的用電火花刻傷機(jī)制作?，F(xiàn)場我們用的校準(zhǔn)人工傷是20mm（長）*0.1mm（寬）*0.06mm（深）的刻槽，對于我們的校準(zhǔn)人工傷，探傷儀有足夠的靈敏度余量，但是在實(shí)際生產(chǎn)過程中我們發(fā)現(xiàn)部分線性鋸齒傷，探傷儀沒有探測出來的情況，即使是有的鋸齒傷深度達(dá)到或者超過了標(biāo)準(zhǔn)樣管。這是為什么呢？

圖3標(biāo)準(zhǔn)樣管和鋸齒傷橫截面

圖3是標(biāo)準(zhǔn)樣管和線性鋸齒傷橫截面示意圖，標(biāo)準(zhǔn)樣管是模擬的橫向裂紋、劃傷等自然缺陷，探傷儀對這樣的缺陷靈敏度比較高，這是因為銅管表面感應(yīng)的渦流畸變量較大，反應(yīng)到測量線圈上表現(xiàn)的缺陷信號幅度比較大，因此這樣的缺陷比較容易探測出來。而鋸齒傷的形成有一點(diǎn)特殊，在成型加工前，它的形狀和標(biāo)準(zhǔn)樣管的缺陷有點(diǎn)類似，從原理上講，這樣的缺陷探傷儀也有足夠的靈敏度和信噪比把它探測出來。但不幸的是，經(jīng)過成型旋壓后，原來的缺陷空隙被碾平，這樣感應(yīng)的渦流畸變量就大大減弱了，相應(yīng)的缺陷信號就比較弱，若本身的缺陷深度和寬度又比較小，那么從測量線圈檢測的信號就十分弱，甚至淹沒在噪聲信號之中，很難提取出來，造成探傷儀漏檢。所以對比較細(xì)小的鋸齒傷，對旋轉(zhuǎn)探傷仍然是一種挑戰(zhàn)！

4解決方案

    對于目前出現(xiàn)漏檢的鋸齒傷，我們分兩種考慮，*種情況是，旋轉(zhuǎn)探傷有缺陷信號，但是未能達(dá)到報警電平；第二種情況是旋轉(zhuǎn)探傷無明顯信號，從曲線上很難判斷銅管本身有缺陷。

    *種情況的解決方案目前有2種：*，提高靈敏度或者降低報警電平。這種方法好處是把一些臨近報警電平的有缺陷的銅管檢測出來，對檢測鋸齒傷有些幫助，但是靈敏度畢竟不能無限制的提高，提的太高，隨之而來的是噪音信號也跟著急劇增加，對產(chǎn)品的成材率影響非常大， 有些得不償失。同樣的道理，降低報警電平效果也是一樣的。我們只能利用試驗和經(jīng)驗來設(shè)置一個合適的靈敏度和報警電平，使之盡可能的在探出缺陷的同時兼顧成品率。事實(shí)上我們現(xiàn)在的靈敏度已經(jīng)不低了，所以單獨(dú)靠用這一種方法不能完*問題；第二種方法是利用探傷曲線評價，一線操作工人現(xiàn)場操作，發(fā)現(xiàn)探傷曲線異常，及時檢查確認(rèn)銅管表面質(zhì)量。另一方面，探傷工程師及巡檢人員在線監(jiān)控探傷曲線，及時記錄，發(fā)現(xiàn)曲線異常及時和現(xiàn)場溝通，確認(rèn)銅管表面質(zhì)量。目前，這項工作已在進(jìn)行中，收到了不錯的效果。

    第二種情況的解決方案比較棘手，出現(xiàn)這種情況，往往線性鋸齒傷深度淺，寬度小，即使是旋轉(zhuǎn)探傷也不是很敏感，探傷曲線沒有明顯的異常，目前的解決方案是一線工人加強(qiáng)檢查，做到每盤必檢；另外一方面，技術(shù)人員加強(qiáng)抽查力度。

5結(jié)束語

    綜上所述，蘇州龍駿無損檢測設(shè)備有限公司的穿過式+旋轉(zhuǎn)式的檢測方式，對絕大多類型的缺陷有比較好的檢測效果，旋轉(zhuǎn)探傷在對線性缺陷的檢測效果上比穿過式好，但是對比較細(xì)小的鋸齒傷，目前僅靠探傷儀不能保證100%檢測出。實(shí)際上，任何設(shè)備都不是一勞永逸的，一套參數(shù)不可能把所有的缺陷都檢測出來，要想根本上解決線性鋸齒傷的問題，還得從每一個工序做起，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，才能從根本上杜絕鋸齒傷的存在。