銅管渦流檢測技術探討

1、銅管渦流檢測技術探討摘要：火力發(fā)電廠凝結(jié)器、冷油器銅管更換前要對新銅管進行渦流檢測，根據(jù)多年的檢測經(jīng)驗，介紹在火力發(fā)電廠銅管渦流檢測中的一點經(jīng)驗。關鍵詞：銅管；渦流檢測；線圈；靈敏度；相位 Abstract: Eddy current detection for new copper tubing should be carried out bef ore the replacement of copper tubing of condenser and oil cooler in thermal powe r plant. According to detection experiences

2、 of many years, some experiences abou t eddy current detection of copper tubing in thermal power plant are introduced. Key words: copper tubing; eddy current detection; coil; sensitivity; phase渦流檢測作為一種相對成熟的無損檢測方法，在制造廠方面使用的較多，而且大多數(shù)是自動 化檢測，自動報警、自動記錄、自動分選和自動停車。但作為運行單位，購買此套自動化設備費用較高、檢測數(shù)量有限(1臺50 MW的機組銅管7

3、 000支左右，100 MW的機組10 000支左右，而且10年左右才全部更換1次)，所以一般只采用外穿過式人工送管進行檢測?，F(xiàn)介紹外穿過式人工送管進行銅管渦流探傷的一點經(jīng)驗。 1基本原理銅管作為一種薄壁管，壁厚是影響渦流分布的一個重要因素。試件的特征頻率為： 式中：r試件的相對磁導率；試件的電導率；di試件內(nèi)徑；試件的壁厚。當試件充滿線圈時，其有效磁導率eff由下式計算： 由上式可知，當薄壁管試件充滿線圈時，其有效磁導率eff是f/fg的函數(shù)，與其它因素無關。銅管為非磁性材料，r=1。當薄壁管試件未充滿線圈時，檢測線圈電壓或阻抗公式為徑；Da線圈的有效直徑。當銅管規(guī)格不變時，檢測線圈的電壓或

4、阻抗就為定值；當銅管的電導率、內(nèi)徑di、壁厚變化時就引起阻抗的變化。這就是銅管渦流檢測的基本原理。 2影響線圈阻抗的主要因素在渦流檢測中，線圈阻抗或電壓與試件的電導率、磁導率、幾何尺寸、缺陷情況、線圈至缺 陷的距離及檢測頻率等有關。分析比較各因素對線圈阻抗幅值和相位的影響，對于分離混雜在一起的有用信息是十分有利的。2.1電導率的影響由f/fg=2fr2可知，f/fg隨增大而增加，當較小時，阻抗變化軌跡近似半圓；當較大時，阻抗的軌跡偏離半圓，最后斜率傾向于1，即45。銅是電的良導體，當被檢測的銅管成分較均勻時，阻抗的變化量??；當銅管成分不均勻時(如出現(xiàn)斷晶、夾雜等)，阻抗的變化量就大，通過這種變

5、化可將不合格品檢出。2.2磁導率的影響銅管為非磁性材料，r=1，因此磁導率不會影響線圈的阻抗的變化。2.3試件幾何尺寸的影響試件幾何尺寸通常是指試件的直徑，由式2可知，試件直徑的變化具有雙重影響。不僅影響 f/fg，而且影響填充系數(shù)，f/fg使線圈阻抗沿曲線方向變化，使阻抗沿交線方向變 化。二者共同作用結(jié)果，使阻抗沿弦線方向變化。由于電導率變化和直徑變化方向存在一定的夾角，因此可以利用相敏檢波技術進行鑒別，對 于銅管這種非磁性材料，f/fg4時分辨力較高。2.4試件缺陷的影響試件缺陷對線圈阻抗的影響可以看作是電導率和幾何尺寸兩個因素的綜合效應。在試件中，缺陷的出現(xiàn)是隨機的，缺陷的位置、深度和形

6、狀的綜合影響是無法計算的。隨著裂紋寬深比的增大，由此引起的阻抗變化與直徑的變化存在一定的夾角關系。當裂紋與 直徑引起阻抗變化夾角較大時，說明裂紋深度大，裂紋尖銳，應力集中嚴重，危害大；反之 就小。2.5檢測頻率的影響由于線圈電壓或阻抗是頻率比f/fg的函數(shù)，因此檢測頻率對線圈阻抗有直接的影響。在檢 測過程中，為了有效地分離各種影響因素，提高檢測靈敏度，應盡量選擇最佳檢測頻率。f/ fg過小，電導率變化方向與直徑變化方向夾角小，采用相位分離法困難。f/fg過大，趨 膚效應顯著，對被檢試件的近表層和內(nèi)壁缺陷檢出不利。對銅管而言，一般取f/fg=104 0比較合適。2.6提離效應的影響檢測線圈與試件

7、表面距離的變化對線圈阻抗有急劇的影響。在實際檢測中，應盡可能使檢測 線圈與試件表面距離最近。在人工送管對銅管進行檢測時，應注意選擇匹配的探頭(如規(guī)格 為251，就選用25.6的探頭)，并采取有效措施保證銅管運送的勻速平穩(wěn)，以 免因銅管在線圈中晃動引起的阻抗變化對檢測的不利影響。 3檢測過程中應注意的幾個問題(1) 檢測設備使用前應預熱10 min左右，確保設備完好可用；每檢測1 h左右，用樣管對 儀器進行復驗，以確保設備的檢測靈敏度。(2) 送管速度的選擇：送管速度應根據(jù)所用儀器的靈敏度以及對樣管缺陷的檢出情況來確 定，一般銅管檢測送管速度控制在0.5 m/s左右為宜。(3) 對盲區(qū)的檢測：探頭在檢測銅管兩端時存在端面效應，大約有100 mm左右的盲區(qū)。當檢 測銅管兩端時，應放慢檢測速度，來回往復進行檢測，這樣可大大消除盲區(qū)的長度，