精密焊管的涡流探伤.PDF

潍坊高等专科学校学报2001年第2期
[文章编号]1008-8237(2001)02-003703
精密焊管的涡流探伤
李平
潍坊学院潍坊261041)
[摘要]介绍了涡流伤技术在精密焊管牛产过程中存在的问题,并针对?题提出了
实用性较强的解次办法。
关键词]无损检测涡沇探伤精密焊管
[中图分类号]044[文献标识码]A
涡流探伤在我国是近40年才发展起来的一密度均相同。而交流电流通过圆柱体时,横截
门无损检测技术,其工作基础是电磁感应原面各处的电流密度就不一样,表面的电流密度
理。检测线圏(探头)不需要接触工.件,因最大,越往圆柱的中心密度就越小。离导体表
此,探伤速度快,且易于实现生产过程的白动面某一深度处,电流密度是表面值的1e。此深
检测。渴流探伤对工件表面或近表面的缺陷有度称为透入深度8。透入深度、频率、电导
较高的检出灵敏度,但是,由于“趋肤效应”率、磁导率之间的关系如下式
的存在,沩流探伤的有效范围仅限于工件表面
(m)
的有限深度内,并且依据信号显示难以判断缺
C/H
陷类型。本文仅对涡流探伤技术在精密焊管生式中f一交流电流的频率(Hz
产中的应用问题进行讨论。
μ一材料的磁导率(Him)
1、信号的形成
0一材料的电导率(Sm)
当交流电通过探头时,会产生一个交变磁
同理,当对钢管进行探伤时,钢管表面的
场,在这个磁场的作用下,使试样产生了涡涡流密度最大,有最高的枪出灵敏度,越靠近
流。此涡流也产生一个与原磁场相反的交变磁钢管内壁,涡流密度越小,检出灵敏度就越
场,这两个磁场叠加的结果,会使探头的阻抗小。
发生变化。因此,用测量探头阻抗的方法,就若设定检验频率为100kHz,则透入深度
可得到试样各种参数变化的综合情况。由于此为340mm。对于精密薄壁钢管来说,出于其壁
时所得到的信号是试样的尺寸、形状、缺陷、厚仅为0.7mm以ド,所以,检验频率在IkHz以上:
磁导率、电导率等各种因素影响的综合反应,即能满足探测灵敏度的要求
所以,在探伤或测量时应取出缺陷的信号或其3、表面清洁度
他所要求的信号。而不希望得到的信号则被认
钢管在轧制过程中需要大量的冷却液对其
为是“干扰”,应将其消除或滤掉。
冷却润滑。这就不可避免地要在钢管表面残留
2、检验频率
些细小的污染物,这些污染物都一定程度地
检验烦率一般应根据涡流的透入深度、材影响了钢管的探測准确度,甚?影响探头的有
料种类及厚度来确定。它不仅決定着有效的探效寿命。这一问题是采用高压气吹洗的方法解
测深虔,而且对探测的灵敏度影响很大。
决的。出于残留物随机地分布在钢管的整个圆
当直流电通过圆柱体时,横截面上的电流面上,因而必须采用环状喷嘴,用足够的气压
作者简介;李半(1957~),男,副教授。
潍坊高等专科学校学报2001年第2期
(0.2~0.3Mpa)オ能彻底解决。同时,为了减
5、填充系数
少高压气体吹洗的工作量,应对冷却液过滤和
对穿过式流探伤仪來说,探头的内径与
及时更换,以便有效地控制其清洁度。
钢管的外之间的尺寸关系是非常重要的。
4、钢管与探头的问轴度
n
如图1所示,运行中的钢管的中心线与探头
的中心线总是不重合的。因为气隙的磁阻较
式中n一填充系数
大,涡流在穿过时强度就下降较多。缺陷位于
D一钢管外径
间隙较大的一側,其探测灵敏度就下降。同
d探头内径
理,若缺陷位于间隙较小的一侧,其探测灵敏
填充系数总是小于1的。n越大,钢管与探
度就较高。
头之间的间隙越小,探伤灵敏度越高。n越
灵攸度低
小,间隙越大,灵敏度就越低。这是因为空气
的磁阻要比金属材料高得多。为了提高探伤灵
钢管
敏度和准确度,必须尽可能提高填充系数,但
是,被探钢管总存在尺寸误差、椭圆度和直线
度误差、壁厚不均、运行中的振动等多种不
因素,都会使钢管不易从探头中通过,甚?造
成探头损环。为了保证钢管能顺利通过探头
又必须使钢管与探头之间保持必要的间隙。
探头
般的设计经验是使间隙保持在钢管直径的5%左
。当然,这还要考虑钢管的精度等级和探伤
灵敏度高
的精度要求。在满足探仿精度要求的前提下,
图1
应保持稍大的间隙。以便为探头、导套、传送
为了使钢管与探头的同轴度达到满意的要装置的设计制造、调整、使用维修提供较为宽
求,常川的测量方法误差太大。利川探头对试松的条件。并且減少涡流探伤工序对钢管制造
样探伤所得到的信号水平的比较,可以较好地的不必要的约束。
解決同轴度问题。具体做法是,首先在一根长3
另外,为了保证探头在使用中的安全,导
米的钢管的表面加工两条宽0.5mm、长50mm、套内径应小于探头内径约1%,如图3所示。
深0.3mm窄长槽。长槽加工位置如图2所示。然
后使窄长槽的对称面在垂直和水平的两个方
向,分别将试样穿过探头,并比较试样通过时
炳条长槽的信号水平。通过数次的比较和调
整,就可以基本上消除同轴度误差带来的探伤
可靠性及灵敏度问题。
?
图
钢管2、拉出轧辊3、导套4、探头5、导向轧辊
6、传送装置
线外探伤仪必须具备专用的传送装置。在
图
线检测的探伤仪,虽不需要专用的传送装置,