第四章 渦流探傷裝

一套渦流探傷裝置主要包括：檢測線圈、渦流探傷儀和一些輔助的設(shè)備。4.1

檢測線圈4.1.1檢測線圈功能和組成①

激勵功能②

測量功能4.1.2檢測線圈的種類和特點隨著檢測線圈形狀、大小及繞制方法不同，線圈對試件中的缺陷以及試件材質(zhì)變化等的檢出能力是不同的。⑴檢測線圈的基本形式（按適用方式分類）①穿過式線圈可一次檢測試件的整個圓周并連續(xù)進行，檢測速度快，容易實現(xiàn)自動化探傷，特別適用于大批量冶金產(chǎn)品的檢查。②

內(nèi)插式線圈③

探頭式線圈⑵

按使用方法分類①絕對式線圈測量繞組只是采用一個繞組進行工作的檢測線圈稱為絕對式線圈。絕對式線圈直接測量線圈阻抗的變化。絕對式線圈用于渦流探傷時的檢測靈敏度較低，只能探測大的裂縫（如焊管焊縫的開裂②自比式線圈對突然變化的缺陷信號有明顯反應(yīng)自比式檢測線圈按測量繞組的連接方式有差動式和橋式之分在某些場合，多差動檢測線圈的探傷能力優(yōu)于單差動線圈。穿過式線圈、內(nèi)插式線圈和探頭式線圈都可以接成自比形式。③他比式（或稱標(biāo)準(zhǔn)比較式）線圈測量繞組是采用兩個相同的繞組進行工作、一個放在被測試件上、另一個放在標(biāo)準(zhǔn)試樣上的檢測線圈稱為他比式線圈。他比式線圈的檢出信號是兩個試樣存在的差異，當(dāng)被測試件性能與標(biāo)準(zhǔn)試樣不同時或被測試件

有缺陷時，兩個線圈給出一個差值電壓信號。穿過式線圈、內(nèi)插式線圈和探頭式線圈仍可接成他比形式。⑶按檢出方式分類①自感式線圈激勵繞組和測量繞組共用同一個繞組。自感方式是直接饋電給檢測線圈，同時用它獲取感應(yīng)信號。采用自感檢測線圈時，如果激勵為一恒流源，應(yīng)監(jiān)視線圈的電壓變化；如果激勵是一恒壓源，就要監(jiān)視線圈的電流變化。由于自感式線圈只有一個繞組，所以容易繞制。②互感式線圈激勵繞組和測量繞組是兩個分立的繞組?；ジ蟹绞绞墙o激勵繞組送入交流電，而從測量繞組獲得感應(yīng)信號。4.1.3檢測線圈中信號的形成和檢出⑴試件對檢測線圈信號形成的影響①

檢測線圈中的激勵繞組在被檢工件中感應(yīng)出渦流。②

檢測線圈中的測量繞組受到激勵繞組的作用，在其中產(chǎn)生一個正比于激勵磁場大小的感應(yīng)電壓。另一方面測量繞組又受到試件中渦流磁場的作用，將會在其中感應(yīng)出一個帶有試件質(zhì)量信息的感應(yīng)電壓。在測量繞組中，總電壓是激勵繞組感應(yīng)電壓和工件渦流感應(yīng)電壓的矢量和。③

當(dāng)試件中出現(xiàn)缺陷時，將引起試件中渦流的幅度、相位等發(fā)生變化，這就可以從測量繞組的感應(yīng)信號中取得傷的信息。我們把引起檢測線圈輸出信號隨試件性能變化的過程稱之為檢測線圈信號被試件調(diào)制。當(dāng)檢測線圈對試件進行檢測時，會引起多種調(diào)制，包括幅度調(diào)制、相位調(diào)制、頻率調(diào)制等。⑵檢測線圈信號的檢出方式在渦流檢測線圈的輸出信號中，反映被測因素的是線圈感應(yīng)電壓的變化量（即線圈阻抗的變化量）。在渦流探傷中，抵消V1的辦法是采用自比式檢測線圈。檢測線圈的自比連接方式有兩種，一種是取檢測線圈感應(yīng)電壓隨試件變化的差動式，另一種是取檢測線圈阻抗隨試件變化的電橋式。4.1.4檢測線圈的性能分析⑴

靈敏度①

檢測線圈磁場分布的影響②

檢測線圈電感和感抗的影響我們知道，檢測線圈產(chǎn)生的磁通量決定試件中的感應(yīng)渦流，而磁通量的大小又和線圈的電感成正比，即φ＝LI

。檢測線圈的電感和感抗是描述渦流檢測敏感程度的重要物理量。從式中我們可以看到線圈的電感與直徑和匝數(shù)之積的平方成正比。在用探頭式線圈需要較大的提離間隙時，為保證檢測靈敏度，往往采用大直徑多匝數(shù)的線圈來補償磁場的衰減。當(dāng)一個非鐵磁性金屬試件放在線圈磁場中時，試件中的感應(yīng)渦流產(chǎn)生一個反作用磁場，阻礙原磁場的變化。磁通密度的減小導(dǎo)致了線圈電感和感抗的降低，其下降的幅度取決于試件電導(dǎo)率、檢測頻率以及線圈接近試件的程度。當(dāng)鐵磁性金屬試件置于線圈磁場中時，其感抗的變化方式與非鐵磁性金屬完全不同。因為鐵磁性金屬的磁阻遠小于空氣的磁阻，所以鐵磁性材料磁化后能把絕大部分磁力線約束在自身內(nèi)，而使空氣中的磁力線路徑縮短。由以上分析可知，在用渦流方法檢測鐵磁性材料時線圈的電感和感抗增加，檢測靈敏度較高；而在檢測非鐵磁性材料時線圈的電感和感抗降

低，檢測靈敏度較低。⑵

信噪比就檢測線圈自身而言，主要取決于檢測線圈有效探測面積的大小。⑶

分辨率檢測線圈的分辨率是指其能夠分開檢測的兩個最近缺陷的距離。就檢測線圈自身而言，其分辨率主要與檢測線圈的尺寸、特別是接收繞組的尺寸有關(guān)，接收繞組的尺寸越小，越容易區(qū)分相鄰缺陷，分辨率越高。⑷

抗干擾能力⑸

零電勢4.1.5檢測線圈的制作⑴

穿過式檢測線圈的制作①

加工線圈骨架②

繞制漆包線③

調(diào)整零電勢④

校核靈敏度⑤ 封裝⑵

探頭式檢測線圈的制作①

加工磁芯②

繞制漆包線③

調(diào)整零電勢④

校核靈敏度⑤ 封裝4.2

渦流探傷儀渦流探傷儀的工作原理是：信號發(fā)生電路產(chǎn)生交變電流供給檢測線圈；線圈的交變磁場在工件中感生渦流，渦流受到試件材質(zhì)或缺陷的影響反過來使線圈阻抗發(fā)生變化；放大電路首先對檢測線圈獲得的微弱檢測信號進行放大；然后通過信號處理電路消除阻抗變化中的干擾因素而鑒別出缺陷效應(yīng)；最后顯示出探傷結(jié)果。一臺渦流探傷儀應(yīng)該具有三個基本功能：①產(chǎn)生交變信號；②識別缺陷因素；③指示探傷結(jié)果。4.2.1渦流探傷儀的信號處理方法渦流探傷儀的信號處理方法包括相位分析法、調(diào)制分析法和幅度分析法等。相位分析法是在交流載波狀態(tài)下，利用缺陷信號和干擾信號相位的不同來抑制干擾和檢出缺陷的方法。而調(diào)制分析法和幅度分析法是在去掉了交流載波后的準(zhǔn)直流信號的處理方法。調(diào)制分析法是利用缺陷信號與干擾信號調(diào)制頻率的不同來抑制干擾和檢出缺陷的方法；幅度分析法是利用缺陷信號與干擾信號幅度上的差異來抑制干擾和檢出缺陷的方法。⑴

相位分析法⑵

調(diào)制分析法⑶幅度分析法4.2.2渦流探傷儀的基本電路不同種類的渦流探傷儀器，其電路的組成是不相同的。但是不論何種渦流探傷儀，都是由一些具有特定功能的基本單元電路組合而成。在圖3.15表示的渦流探傷儀的構(gòu)成中，信號發(fā)生電路由振蕩器和功率放大器組成；信號處理電路由相敏檢波器、移相器、濾波器和鑒幅器等組成；指示部分一般包括顯示器和報警器。下面我們就組成渦流探傷儀的這些基本單元作一些介紹和說明。⑴

振蕩器常規(guī)渦流探傷的檢測頻率一般在

1kHz

到1MHz范圍。對于固定頻率渦流儀和頻率分檔可調(diào)的渦流儀，一般采用石英晶體振蕩器（簡稱晶振）作為信

號源（2）功率放大器⑶

放大器由檢測線圈測量到的調(diào)制電壓信號，幅度很?。ㄔ诤练壏秶?/p>

，需經(jīng)過放大器的放大，方能供信號處理和顯示使用。在一個渦流探傷儀中，一般設(shè)有多級放大電路，既有用來放大直接來自檢測線圈（即檢波處理

前）的高頻載波信號，也有用于放大檢波處理

后的低頻解調(diào)信號。集成運算放大器⑷

相敏檢波器相敏檢波器又稱同步檢波器或鑒相器，它是渦流探傷儀中最重要的信號處理電路之一。相敏檢波器的種類較多，渦流探傷儀中采用的相敏檢波器通常為轉(zhuǎn)換開關(guān)型相敏檢波電路。場效應(yīng)管具有的一個重要性質(zhì)是它的開關(guān)特性：當(dāng)控制端加正向電壓時，場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀

態(tài)，此時它等效為一個接通的開關(guān)；當(dāng)控制端

不加電壓或加反向電壓時，場效應(yīng)管處于截止

狀態(tài)，此時相當(dāng)于開關(guān)斷開。⑸

移相器在前面介紹相敏檢波器時我們看到，控制信號的相位必須是可調(diào)節(jié)的，才能抑制各種干擾噪

聲。移相器就是用來改變控制信號相位的裝置。在渦流探傷儀中，移相器的工作對象是方形脈沖，這種脈沖來自于儀器的振蕩器。脈沖的頻率與激勵正弦波的頻率相等，只有這樣，才能完成前面所述的相敏檢波功能。當(dāng)振蕩器的振蕩頻率變化時，控制脈沖的頻率也隨之改變。在老式渦流探傷儀中，一般采用感應(yīng)式移相器，其工作原理類似于一個變壓器；也有使用電子

式移相器的，利用三極管和電阻組成移相電路。目前的渦流探傷儀大多已計算機化，它們的移

相功能由計算機完成，或者采用信號旋轉(zhuǎn)的計

算機處理方法，來替代移相功能，達到抑制不

同相位噪聲的目的⑹

濾波器在渦流探傷中，典型的干擾噪聲有四種：①

外界電磁干擾帶來的環(huán)境噪聲；②

渦流儀內(nèi)部產(chǎn)生的系統(tǒng)噪聲；⑧

工件傳輸或檢測線圈運動引起的振動噪聲；④

試件電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率變化或試件尺寸變化引起的噪聲。濾波器是一種能使一定頻率范圍的信號順利通過而阻止該頻率以外信號通過或使其大大衰減的電子線路。濾波器按其頻率特性的不同可分成三類：低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器。最基本的濾波器是

RC

濾波電路。⑺

幅度閘門和報警器電路中的主要元件是集成電壓比較器。⑻

顯示器4.2.3渦流探傷儀的信號顯示方式渦流探傷儀的信號顯示方式有三種：矢量顯示法、橢圓顯示法和時基顯示法。目前的渦流探傷儀要么具有矢量顯示功能，要么具有時基顯示功能，或者同時具有矢量顯示和時基顯示兩種顯示功能。⑴

矢量顯示法矢量顯示的全稱是矢量光點顯示。圖4.34為實現(xiàn)矢量光點顯示的儀器電路框圖。在以矢量方式顯示的儀器中，經(jīng)放大后的檢測信號被一分為二送入兩個控制信號相差90o的相敏檢波器進行檢波。如果檢波器輸入的檢測信號為

vi＝Vsin（ωt

+θ）

，根據(jù)式（4.5）

，兩個檢波器輸

出的直流電壓分別為：屏幕展示的是一個阻抗平面，光點的位置

表示出阻抗的幅度和

相位，它與檢測線圈

阻抗的變化完全一致。⑵

時基顯示法時基顯示法是在示波管水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓，而將經(jīng)過檢波和濾波處理的檢測信號加

在垂直偏轉(zhuǎn)板上。當(dāng)沒有檢測到傷信號或輸入

的噪聲經(jīng)檢波和濾波處理被抑制掉時，加在垂

直偏轉(zhuǎn)板上的電壓為零，此時在水平偏轉(zhuǎn)板上

的鋸齒波的作用下，屏幕上為一水平掃描軌跡；而當(dāng)檢測到缺陷時，加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的電壓

不再為零，屏幕上就出現(xiàn)一個脈沖波形。4.3

輔助探傷裝置4.3.1磁飽和裝置鐵磁性金屬在經(jīng)過冷加工處理后，會引起金屬體內(nèi)部磁導(dǎo)率分布的不均勻。在渦流探傷中，金屬磁導(dǎo)率的變化會產(chǎn)生噪聲信號；也有一些非鐵磁性不銹鋼，在

進行強制性加工之后，奧氏體組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體而帶有磁性，探傷時同樣也會引起噪聲。一般來講，磁噪聲對檢測線圈阻抗的影響往往遠大于缺陷的影響，給

缺陷的檢出帶來困難。另外，鐵磁性金屬或非鐵磁性金屬帶有磁性后，它的趨膚效應(yīng)很強而滲透深度很淺，可探測深度大約只是非鐵磁性金屬的l/100到1/1000。由此可見，鐵磁性金屬大而變化的磁導(dǎo)率對渦流探傷有害無益。4.3.2信號耦合裝置在使用旋轉(zhuǎn)點探頭對金屬管、棒材進行渦流探傷時，由于探頭的旋轉(zhuǎn)，探頭與儀器之間無法使用導(dǎo)線進行信號的傳輸。這里所指的信號傳輸包括：將探傷儀中功率放大器輸出的激勵電流送給檢測線圈的激勵繞組，以及將測量繞阻檢測到的信號傳送給探傷儀的信號放大單元。要完成這些信號的傳輸，就需要在探頭和儀器之間配備信號耦合裝置。①電刷耦合②電感耦合③導(dǎo)電液耦合4.3.3機械傳動裝置機械傳動裝置是完成自動或半自動探傷所需要的設(shè)備。通常在渦流探傷中使用的機械傳動裝置主要完成四種功能：自動上料、自動傳送、自動下料和自動分選。⑴機械傳動裝置的種類①工件直線傳送②工件螺旋前進③工件原地旋轉(zhuǎn)⑵

機械傳動裝置的組成①上料臺架（包括上料機構(gòu)）；②傳送輥道；③檢測主機；④下料槽（包括下料分選機構(gòu)）；⑤電控柜和操作臺。第五章

渦流探傷基本方法5.1

渦流探傷方法分類如果我們將適用于冶金行業(yè)特定檢測對象、要求和條件的渦流探傷方法加以歸納，可以從兩個大的方面將它們進行分類——按檢測線圈的類型分類和按檢測線圈與被檢工件的相對運動方式分類。5.1.1按檢測線圈的類型分類①穿過式線圈適用于管、棒、線材等軸對稱形狀工件的探傷。被檢工件同心地穿過線圈進行探傷。每一時刻

線圈探測工件外表面的一個圓周。當(dāng)工件的直

徑較小時，線圈覆蓋的檢測區(qū)域較小，檢測靈

敏度較高；反之，當(dāng)工件的直徑較大時，線圈

覆蓋的檢測區(qū)域較大，檢測靈敏度較低。國標(biāo)GB/T7735－2004②探頭式線圈既適用于管、棒、線材等圓形工件的探傷，也適用于板、坯、帶材等平面型工件的探傷。使用探頭式線圈的渦流探傷，不論探頭運動還是工件運動，都是通過探頭對工件表面的掃描進行探傷。由于采用掃描檢查方式，所以與穿過式線圈相比，探頭式線圈的探傷效率較低。探頭式線圈覆蓋的檢測區(qū)域越小，檢測靈敏度越高?？傮w來說，探頭式線圈比穿過式線圈的作用范圍小，檢測精度更高。在使用探頭式線圈的探傷中，探頭的尺寸一旦確定，則檢測靈敏度不再與被檢工件的大?。ㄈ玟摴艿闹睆剑┯嘘P(guān)，這一點與穿過式線圈不同。③馬鞍式線圈（也稱扇形探頭）專門用于直焊縫焊管焊縫的檢查。探頭如馬鞍一樣騎在焊管的焊縫上，焊管通過時完成對焊縫的檢查。與穿過式線圈相比，馬鞍式線圈的磁場為開放型，有相當(dāng)一部分磁力線泄漏在空氣中而損失掉，所以它的檢測靈敏度比穿過式線圈來得低一些。與探頭式線圈相類似，馬鞍式線圈的尺寸一旦確定，其檢測靈敏度與被檢焊管的直徑大小關(guān)系不大。檢測線圈的另外一種分類方法，是按照繞組的電路連接方式不同分為絕對式、自比式和他比式三種。①絕對式線圈絕對式線圈直接反映線圈受工件各種因素影響的阻抗變化，所以較多地用于材料性能（如應(yīng)力和硬度）的測量和鋼種分選等。絕對式線圈用于探傷時的靈敏度較低，所以在要求較高的場合很少使用。②自比式線圈冶金材料探傷中使用的檢測線圈一般都是自比式線圈。自比式線圈包括差動式和橋式二種。差動式線圈中的激勵繞組和測量繞組是兩個分立的線圈。其優(yōu)點是激勵和接收各司其職，互不影響。比如為了提高靈敏度，接收繞組的匝數(shù)可以繞得盡量多，以獲得較多來自被檢工件的信息，而激勵繞組的匝數(shù)可以適當(dāng)?shù)纳?，以保證較小的阻抗和較強的激勵電流。自比式線圈的缺點是可能漏檢長而平緩變化的缺陷。③他比式線圈如果為了探測不連續(xù)性缺陷，除非被檢測對象的材質(zhì)、熱處理狀態(tài)和尺寸等非常穩(wěn)定，否則不宜將他比式線圈用于探傷。5.1.2按檢測線圈與被檢工件的相對運動方式分類⑴探頭不動、工件直線前進⑵探頭旋轉(zhuǎn)、工件直線前進⑶探頭不動、工件螺旋前進這是一種適用于較大直徑管棒材自動化探傷的一種方式。這種方式容易實現(xiàn)探頭的跟蹤（使探頭與工件表面保持恒定距離），所以提離效應(yīng)比較小。⑷工件原地旋轉(zhuǎn)、探頭直線前進⑸探頭橫向掃描、工件直線前進5.2

探傷前的技術(shù)準(zhǔn)備主要是指如何根據(jù)被檢對象的具體條件和適用標(biāo)準(zhǔn)選擇合理的探傷方法、適宜的檢測線圈、可靠的探傷儀器、穩(wěn)定的工件傳動方式、滿足各種功能需要的控制臺以及符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的對比試樣。5.2.1探傷方法的選擇探傷方法的確定首先要考慮被探工件的材質(zhì)、形狀和數(shù)量。根據(jù)被檢工件的這三種自然條件，再考慮工件的用途、探傷靈敏度、探傷速度和

探傷可靠程度。5.2.2

檢測線圈的選擇一般來說，檢測線圈的確定應(yīng)包括兩個過程：第一，選擇何種形式的檢測線圈；第二，選擇什么樣的線圈參數(shù)。⑴線圈類型的選擇①試件的形狀和大小試件的形狀、大小是選擇線圈種類的重要依據(jù)之一。②線圈提取信號的方式差動式線圈是取線圈上感應(yīng)電壓的變化，橋式線圈是取線圈上阻抗的變化。選擇時應(yīng)注意使線圈提取信息的形式與儀器的電特性相一致，并且線圈阻抗也應(yīng)與儀器相匹配。③被檢缺陷的類型⑵線圈參數(shù)的選擇①穿過式線圈參數(shù)的選擇其中：D是測量繞組的有效直徑，do是被檢工件的外徑。還有更簡單的做法，即直接用檢測線圈的內(nèi)徑代替測量繞組的有效直徑。與真實的填充系數(shù)相比較，雖然這樣做會帶來一些誤差，但卻非常簡單、實用。②點探頭參數(shù)的選擇要確定探頭的尺寸，即探頭檢測覆蓋區(qū)的大小。點探頭對檢測效果影響最大的尺寸是與探頭運

動方向相垂直的探頭寬度，它也可稱作軸向覆

蓋區(qū)寬度。在確定點探頭的寬度時，應(yīng)考慮如

下二方面因素。首先，應(yīng)考慮所需檢出缺陷的長度。其次，應(yīng)考慮所要達到的探傷速度。式中：n是點探頭旋轉(zhuǎn)速度，m是同一旋轉(zhuǎn)盤上裝備的探頭數(shù)目。由式可知，探頭的寬度越大，檢測速度越快。除此之外，要想提高檢測速度就只有提高探頭的轉(zhuǎn)速和增加探頭數(shù)量了。5.2.3

渦流探傷儀的選擇儀器的選擇包括兩個方面：其一是儀器的性能，其二是儀器的功能。反映儀器性能優(yōu)劣的是它的靈敏度、穩(wěn)定性和可靠性；儀器的功能包括：檢測參數(shù)及參數(shù)的調(diào)整、信號的顯示方式和報警方式、信號的輸出接口等等。不言而喻，靈敏度、穩(wěn)定性、可靠性是每個儀器使用人員都要考慮的因素。5.2.4

工件傳動方式的選擇在管棒材的自動化渦流探傷中，工件與探頭之間的相對運動方式包括：工件直線運動/探頭固定不動、工件直線運動/探頭繞工件轉(zhuǎn)動、以及工件螺旋前進/探頭固定不動。在這三種探傷方式中，機械傳動裝置傳送工件的方式是兩種：工件直線前進和工件螺旋前進。工件在直線傳送的過程中，運動越平穩(wěn)、速度越均勻，檢測的信噪比就越高。但具體選擇何種形式的傳動設(shè)備，還需根據(jù)被探工件的實際情況而定。比如，皮帶（或稱傳送帶）傳送工件最平穩(wěn)。鋼制V型滾輪傳輸是一種最常用的方法，它的優(yōu)點是對工件的質(zhì)量要求較低，堅固耐用。表面粗糙、重量較重的工件可以選擇鋼制滾輪的傳輸方式。帶動滾輪轉(zhuǎn)動的方法有皮帶式和鏈條式兩種。傳動設(shè)備上，在探頭的入口端和出口端應(yīng)有壓輥裝置。壓輪起兩方面的作用，一是驅(qū)動工件前進，二是使工件對正探頭中心、使之平穩(wěn)地通過探頭。壓輥一般是采用上下夾緊的方式（俗稱二輥驅(qū)動），但對于定心精度要求較高的場合，可以選用造價較高的三輥定心裝置（如圖5.3所示），甚至采用二輥驅(qū)動加三輥定心方式。5.2.5

磁飽和裝置的選擇磁飽和裝置有若干種類型，在使用扇形線圈或放置式線圈的探傷中，因為探測只局限于工件的某一區(qū)域，所以此時應(yīng)選擇實施局部磁化的磁軛式磁飽和裝置。在根據(jù)探傷需要選擇磁飽和裝置時，并不是以它的線圈匝數(shù)多少或者電流強度大小作為選擇依據(jù)，而是以它所能達到的最大“安匝值”作為參考依據(jù)。N與I的乘積就是安匝值。在對小工件（如小口徑管材）探傷中，需要的直流磁化場較弱，所以磁飽和裝置的安匝值可以小些。在對大工件（如大口徑管材或棒材）探傷時，需要的磁場較強，所以磁飽和裝置的安匝值要大些。穿過式磁飽和裝置中的導(dǎo)套與檢測線圈必須保持同心，否則會引起較大的周向靈敏度差，導(dǎo)致漏檢和誤檢。5.2.6

控制臺的選擇在要求自動化程度較高或設(shè)備動作較復(fù)雜的場合，可選用帶有可編程序邏輯控制器（PLC）的控制臺。5.2.7

對比試樣的準(zhǔn)備在選擇和制作試樣時，要仔細挑選材質(zhì)均勻、平直度好，且無自然缺陷的工件作為對比試樣，這樣才能在校準(zhǔn)試驗中獲得較好的信噪比。5.2.8

被檢工件的準(zhǔn)備工件表面應(yīng)清理得比較干凈，對較多的油污或附著的金屬粉末和金屬氧化皮須清理掉。油污過多，長期堆積在探頭或設(shè)備上會損壞設(shè)備，附著的金屬粉末和氧化皮會產(chǎn)生噪聲信號。5.2.9

設(shè)備運轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備工作其中最主要的是調(diào)整設(shè)備主機與工件的同心度。當(dāng)工件由小變大時，工件的中心由低變高，此

時應(yīng)將檢測主機的中心由低調(diào)高，使之與工件

保持同心。在變更探傷規(guī)格時，除了導(dǎo)套和探

頭，壓輪的高低也需重新調(diào)整。此外，上料臺

架的擋板位置也應(yīng)做相應(yīng)變動以適應(yīng)新的規(guī)格。再者，如需要更改探傷速度，還應(yīng)調(diào)整標(biāo)記裝

置的延遲時間。5.2.10

儀器和設(shè)備的預(yù)運轉(zhuǎn)在設(shè)備預(yù)運轉(zhuǎn)階段還需要用對比試件進行細調(diào)。如果設(shè)備的運行速度是可調(diào)的，應(yīng)調(diào)節(jié)速度，盡可能使缺陷信號的調(diào)制頻率與儀器的濾波頻帶的中心頻率相一致。這樣，可以使缺陷信號的輸出達到最大值。5.3

探傷中各參數(shù)的設(shè)定和調(diào)整5.3.1

檢測頻率的選擇⑴渦流滲透深度和檢測靈敏度⑵

檢出缺陷的阻抗特性①選擇缺陷產(chǎn)生最大阻抗變化時的頻率。如果需要兼顧表面裂紋和皮下裂紋的檢測，則檢測頻率應(yīng)選取在f／fg＝5～10附近。②選取缺陷與干擾所引起的阻抗變化之間有最大相位差時的頻率。5.3.2

激勵電流的選擇有些儀器的激勵電流設(shè)置為可調(diào)方式，可根據(jù)探傷靈敏度要求、工件大小、填充系數(shù)和提離間隙等適當(dāng)選擇激勵電流。一般來說，增加激勵電流可以增大靈敏度。5.3.3

靈敏度的確定在渦流探傷中，靈敏度以能夠檢出的最小缺陷尺寸表示。在不考慮信噪比的情況下，影響探傷靈敏度的直接因素是儀器的放大倍數(shù)。探傷時靈敏度的調(diào)整是用帶有標(biāo)準(zhǔn)人工傷的對比試樣作為參考基準(zhǔn)的。靈敏度的最后調(diào)定應(yīng)在其它檢測條件和參數(shù)設(shè)定、調(diào)節(jié)完成之后進行。習(xí)慣上是根據(jù)檢測缺陷的大小，將與之相應(yīng)的當(dāng)量人工缺陷的信號指示調(diào)到顯示器滿刻度的

50％左右的位置上5.3.4

相位的設(shè)定這里的相位，是指儀器進行相敏檢波的移相器的相位角。⑴選取缺陷信號在信噪比最大時的相位⑵選取能夠區(qū)分并檢出缺陷種類和位置時的相位⑶利用多扇區(qū)報警進行相位區(qū)分5.3.5

濾波方式的選擇和濾波器檔位的設(shè)定①

穿過式線圈：②

旋轉(zhuǎn)點探頭：式中：n是點探頭的轉(zhuǎn)速（r/min）；D是被檢管棒材的外徑（mm）；dm是點探頭的直徑（mm）；l是管棒上軸向槽傷的寬度（mm）。有些渦流儀同時具有高、低、帶通三種濾波方式。一般來說，低通濾波適用于靜態(tài)和速度較慢的動態(tài)探傷，如手工探傷；帶通濾波適用于速度恒定或速度波動不大的動態(tài)探傷，冶金行業(yè)中的在線和離線自動化探傷大多使用帶通濾波方式；在濾波方式選定為帶通濾波之后，就要設(shè)定濾波檔位，即選擇合適的中心頻率和頻帶寬度。在不損失傷信號的前提下，盡可能多地抑制干擾信號，使信噪比達到最大。這種上下截止頻率分別可調(diào)的濾波器嚴(yán)格地說已不是單純的帶通濾波器。如果將它的下限截止頻率設(shè)為0，即成為高通濾波；如果將它的上限截止頻率設(shè)為無窮大，即成為低通濾波。所以說它兼具高、低、帶通三種濾波功能。5.3.6

報警電平的設(shè)定報警電平相當(dāng)于一把尺子，它的設(shè)定起著判別缺陷大小的作用，影響著被檢工件探傷合格率的高低。報警電平在設(shè)定好之后，一般不再變動，以免擾亂缺陷判廢的基準(zhǔn)。5.3.7

探傷速度的確定比如激勵頻率、增益大小、濾波器檔位、標(biāo)記延時等參數(shù)均要與探傷速度相適應(yīng)。對某些濾波器檔位不可調(diào)整的渦流探傷儀，應(yīng)調(diào)節(jié)探傷速度，以適應(yīng)儀器頻帶的要求。從原理上講，渦流探傷對速度沒有嚴(yán)格限制，有時可以達到很高的速度，如高速線材的探傷可達100米/秒以上。但是速度增高時，工件傳輸中的振動往往較大，處理不好會帶來較大噪聲，使信噪比降低，影響探傷的可靠性。這是我們需要加以注意的。此外，在進行自動探傷時，如果檢測速度達到每秒鐘數(shù)米以上時，還應(yīng)考慮到對檢測靈敏度的影響。當(dāng)缺陷通過檢測線圈時，它的信號是以如圖4.3所示的調(diào)制波形式出現(xiàn)的。如果缺陷很短，而進給速度又很快，則缺陷通過線圈的時間極短，使信號波形內(nèi)的高頻正弦波數(shù)量減少。當(dāng)正弦波的數(shù)量減少到數(shù)個以下時，信號調(diào)制波的包絡(luò)發(fā)生變形，檢測靈敏度可能會顯著降低。在這種情況下，必須提高檢測頻率方能避免靈敏度的損失。在以高速旋轉(zhuǎn)的點探頭掃描探傷中，往往采用較高的檢測頻率，其原因就在于此。5.3.8

磁飽和電流的設(shè)定一般來說，要使金屬材料完全達到磁飽和狀態(tài)，所需要的磁場強度是非常強的。而在渦流探傷

中，不一定需要材料達到深度飽和狀態(tài)，只要

所施加的磁場能夠使材料中的磁導(dǎo)率達到均勻

即可。深度飽和往往會使檢測靈敏度降低，這

是需要避免的。5.3.9

標(biāo)記延遲時間的設(shè)定若探傷速度有所改變，則延遲時間長短也應(yīng)重新設(shè)定。①因為調(diào)整各參數(shù)的目的是為了在探傷中獲得盡量高的信噪比，以確保探傷的可靠性，所以各參數(shù)的調(diào)整需相互協(xié)調(diào)。在參數(shù)設(shè)定時應(yīng)反復(fù)調(diào)整，才能達到最佳狀態(tài)。②探傷信噪比往往是相對于標(biāo)準(zhǔn)人工缺陷而言，所以在調(diào)整儀器和設(shè)備參數(shù)的同時，還需要經(jīng)

常核查一下標(biāo)準(zhǔn)人工缺陷是否準(zhǔn)確。③即使在各參數(shù)調(diào)整設(shè)定完畢之后，儀器設(shè)備已經(jīng)正常應(yīng)用于實際探傷，也應(yīng)經(jīng)常檢查儀器設(shè)備是否正常。比如每隔一定時間（2小時或

4小時），用對比試樣校驗一次。如果發(fā)現(xiàn)異常，對已探過的工件，應(yīng)在異常排除之后重新進行探傷。④每次探傷結(jié)束時，也應(yīng)利用對比試樣對儀器設(shè)備狀態(tài)進行校驗，如果發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)待正常后對已探過的工件進行重探。5.4

檢驗結(jié)果及其處理5.4.1

檢驗結(jié)果的再檢驗⑴

懷疑信號是否由缺陷產(chǎn)生一般應(yīng)采用與檢驗時相同的測試條件進行。①