1.甚么叫涡流(Eddy-current)?
当金属导体处在变动着的磁场中或在磁场中行动时,由于电磁感触影响而在金属导体内造成的漩涡状崎岖电流。
2.甚么叫阻抗(Rresistance)-能量消耗(Energylost)?
电流经历导体材料流程中,电荷在导体中挪动将战胜确定的阻力,即电阻(R)。
导体材料的电阻使部份电能变化为热,消耗确定的能量。鼓舞电流在线圈中崎岖,或感触电流在被测导体(工件)中崎岖都要消耗能量,不同试件因导电率、磁导率等影响要素互异,能量消耗的巨细也不同样。
3.甚么叫电抗(Xreactance)-能量保存(Energystored)?
当电流经历导体时,导体周遭造成磁场,部份电能变化为磁场中的磁能,在确定前提下磁场的磁能可变化为感触电流。涡流探测中,除了自感景象除外,两个相邻的线圈间再有互感景象存在。不论自感电流,抑或互感电流所造成的磁场,总要妨碍原电流坚挺或衰弱,这即是感抗的影响。同理,电容器对电压变动的妨碍影响称为容抗,感抗和容抗统称为电抗。正常地说,磁性材料坚挺探测线圈的电抗,非磁性材料衰弱探测线圈的电抗。
4.涡流探测手艺的特征是甚么?
涡流探测是一种应用较精深的无损探测手艺,是五大向例无损探测法子之一,该探测法具犹如下手艺特征:
①探测速度快,易于完成主动化。由于涡流探测的基根源理是电磁感触,涡流探测只合用于能造成涡流的导电材料。涡流探测线圈鼓舞后所造成的电磁场本质是一种电磁波,具备摇动性和粒子性,因此探测时传感器不须要来往工件,也不用在线圈与试件之间填充耦合剂,于是探测速度快,对管、棒材的探伤每分钟可考验几十米;对丝、线材的探伤每分钟可达几百米,乃至上公里,于是,易于完成主动化探测。
②表面、亚表面缺点检出敏捷度高。由于感生涡流渗入被检试件的深度与实验频次的平方根成反比,这个深度不大,于是,涡流探测每每被觉得是一种探测表面或近表面品质的无损探测手艺。罕用实验频次的畛域为几赫兹至几兆赫兹(特别的可高达上百兆)。
③能在高温状况下施行探测。由于高温下的导电试件仍旧具备导电性质,涡流探测不受材料温度的影响,于是,可在该状况下对导电体施行探测,如热丝、热线、热管、热板。特为重大的是当加热到居里点以上,钢材消除了磁导率的影响,也许象非磁性金属那样,用涡流法施行探伤、材质实验以及施行板厚、管壁厚或复盖膜层厚度的丈量。
④多用处的探测手艺。对试件中涡流造成的影响要素重要有:金属物体的电导率和磁导率、试件的尺寸和形态、线圈和试件空隙的巨细、试件内部的缺点等。于是,涡流也许应用于多个不同的畛域,除探伤外,还能丈量工件的电导率、磁导率、晶粒尺寸、热管教状况和工件若干尺寸,涂层(或镀层)厚度。它合用于铁磁性、非铁磁性金属或金属工件的各样物理的、布局的冶金状况探测。
⑤抵御多种干与要素。涡流探测能对试件本能的多种参数做出响应,于是,是一种多用处的探测法子。同时,由于探测中对多种参数的敏锐响应,工件的无关参数将造成多种干与记号,严峻的干与记号可影响对有用记号的识别,给探测结局的判定带来搅扰。这就请求在探测时,应采取各样有用法子来消除干与要素的影响,保证探测的靠得住施行。
⑥考验结局也许及时显示和经历磁带机、光盘和软硬磁盘纪录永远保管,且可在须要时回放重现,并施行解析。
5.简述涡流探测仪器的根本构造(即造成涡流的根本前提)。
依照电磁感触的互感道理,惟有两个导体之间才气造成互感效应。故造成涡流的根本前提是:能造成交变鼓舞电流及丈量其变动的装配,探测线圈(探头)和被检工件(导体)。每每受检工件囊括金属管、棒、线材,制品或半制品的金属零部件等。
6.简述涡流探测道理――电阻抗的丈量。
涡流探测即是经历丈量涡撒布感器的电阻抗(Zimpedance)变动值完成的,电阻抗囊括阻抗(Rresistance)和电抗(Xreactance)。
7.甚么是阻抗平面图?
以阻抗R为横坐标,电抗X为纵坐标造成直角坐标系,经历涡流仪器测定探测线圈的电阻抗变动量,可在上述坐标系记号一个点P。
P点是一矢量点,具备确定的幅度(amplitude)和相位(phase),电阻抗变动在阻抗平面图上的体现:由于各样要素造成涡流记号份量——阻抗R或电抗X值的变动,阻抗平面图上的涡流探测记号矢量点p将随之产生位移,P点位移后涡流记号的幅(Zamplitude/distance)和相位(θ,phase/direction)也随之产生变动。P点变动的轨迹图即阻抗平面图。
8.影响涡流记号矢量点P挪动的要素有哪些?
由于各样要素的影响,如试样的电导率、磁导率、形状尺寸等等,将引发涡流矢量点P在阻抗平面图上位移,P点的挪动造成各样各式的轨迹,称为阻抗平面图。经历解析涡流仪检出阻抗平面图,也许判定试样的一些个性。
9.甚么是电导率(σ)?
用于形容电流经历导体难易水平的量值,统一导体的电导率与其电阻成反比。当被测物体(简称试件)的电导率σ变动时,涡流的崎岖将浮现响应的变动,阻抗图上涡流记号矢量点P也将挪动。
10.何如测定试件的电导率?
由于电导率σ的变动会引发涡流Ie产生变动,一共也许应用Ie与σ之间的内涵关联,依照不同的Ie值来料到σ的值,也即是说咱们也许应用涡流手艺来丈量不同金属材料的电导率。只需咱们能将不同电导率的金属材料造成的涡流值做一个对应弧线(或称为标定弧线),就可很简单地测出任何一种未知金属材料的导电率σ。这即是涡流手艺应用于电导率丈量的道理。
11.影响电导率的要素有哪些?
①杂质含量:杂质影响材估华夏子的枚举,引发电阻率增大。
②温度:在确定畛域内,材料的电阻随温度的变动而变动。
③冷热加工:材料的冷热加工,或者造成内应力而使材料的阻抗变动。
④合金成份:关于固溶合金,电阻率跟着合金成份的增添而增添。
⑤应力:在弹性畛域内,单向拉伸或挽救会升高导体的电阻率。
12.简述涡流探测试件形变、厚度的道理?
同样电导率的试件,由于若干形态的变动,如厚薄不一,浮现凹坑,或许探测线圈位于试件的边际处等,从来涡流场将遭到影响而产生畸变,云云便造成涡流记号矢量点的变动。
依照若干形态不同会引发涡流记号变动的道理,可将涡流仪应用于测厚等,在挥发器传热管道涡流考验中创造了“挥发器胀管区外貌弧线软件”(ProfilometaruySoftware)。
13.甚么叫边际(端头、端尾)效应?
当探测线圈挪动到板状试件的边际、凹坑、或减薄处时,涡流场便产生畸变,这类景象在涡流探测手艺中称之为“边际效应”。若被测物体是棒状、丝状或线状以及管状,这类景象便称之为“端头效应”或“端尾效应”。涡流的畸变可响应于阻抗平面图中,下图为电导率不异而厚度不同的试样经涡流探测显示的阻抗平面图。
14.简述“提离效应”和应用涡流丈量金属表面的非金属涂层(如油漆厚度)厚度的道理。
当探测线圈与被测试件之间的相对地方产生变动时,探测线圈在试件上造成的涡流密度就会变动。探测线圈与试样的相对间隔逐步增添,涡流密度逐步减小,涡流记号矢量点P可在阻抗平面图中浮现挪动,造成变动的轨迹。这类景象称之为“提离效应”(liftoffeffective)。应用该道理可丈量金属表面的非金属涂层(如油漆厚度)的厚度,或低电导率试样上高电导率遮盖层的厚度。当探测线圈离开(假定无量远)试样时,试样中便没有涡流造成。
探头从中等电导率的试样提离(lift-off),在试样与探头间造成不同空隙(probeSpacing)时,阻抗平面图随之浮现响应的变动;以上景况可看做在探测具备中等电导率试件时,试件上遮盖着不同厚度的低导电层(或非导电层)物资。
15.甚么是磁导率(μ)、现实磁导率、相对磁导率?
不同物资在不异磁场H中的磁感触强度B值是不同样的。为了响应这类变动,引入磁导率的观点。磁导率又叫磁导系数,它示意了材料磁化的难易水平,用标识μ示意。磁导率是物资磁化时磁感触强度的比值,响应了物资被磁化的才力。μ=B/H
假若试样的电导率σ固定,而其磁导率μ产生变动,磁导率的变动同样影响试样中涡流的崎岖形象,使阻抗平面图中涡流记号矢量点P产生挪动.
磁导率μ每每可分为现实磁导率(μ)、相对磁导率(μr每每为一个常数)和真空磁导率(μ0)。三者的关连为:μ=μ0μr
16.铁磁性材料涡流探伤时,为甚么务必应用磁饱和手艺?
铁磁性材料探测时,其磁导率跟着鼓舞电流造成的外加交变磁场H的变动而变动,使阻抗平面图上涡流记号矢量点P变动未必,严峻干与涡流仪对铁磁性材料的探伤等。因此对铁磁性材料的涡流探伤正常都要应用磁饱和手艺,即增设一个磁饱和线圈。
17.简述磁饱和手艺道理。
下图所示的弧线,示意试件在外加磁场H影响下其磁感触强度B逐步增大,两者之间的关连是:
早先试样的磁感触强度B随外加磁场H的逐步加大而赶紧增大(如右图弧线oa段);
但当外加磁场H连续增大时,试样的磁感触强度B值虽连续增大,但速度已大大减小(如右图弧线ab段);
当磁场强度H增大到确定值(如右图弧线b点)此后,试样的磁感触强度B值险些不再增大。
解说磁感触强度已抵达一个相对的极限值,或许说试件被磁化到了一个极限值(即“磁饱和”)。
下图示意试件的相对磁导率μr随外加磁场强度H的增添而变动的景况。假定试样从来相对磁导率μr位于L点,当外加磁场H影响于试件,且H的磁场强度逐步增大;早先相对磁导率μr的值随H的增大赶紧增大(如右图弧线Lm段)。当H连续增大时,相对磁导率μr反而减小(如右图弧线mn段),结尾抵达一个相对的极限值n,实习声明n值约为1。
综上所述,涡流探测铁磁性试样时,在试件上施加一个充足大的磁场(磁饱和的利用),也许将试件从来变动的磁导率管制在一个相对安稳的值中(即1)。
非铁磁性材料的μr值为1。
18.影响响磁导率的要素有哪些?
①化学成份和热管教状况:材料的纯度越高,磁导率越大,矫顽力就越小;金属晶粒界限位错越少或应力越小也使磁导率越高,矫顽力就越小。热管教对金属磁性也有显然影响。
②冷加工:冷加工会使金属的晶粒点阵构造产生变动,磁导率也随之产生变动。③温度:磁性材料的磁性是跟着温度而变动。
19.甚么叫材料的不接续性、缺点?
“不接续性”是指材料在呆板、金属等物理个性方面缺少均一性,它们也许用无损探测法子测出来。缺点是不接续性的一部份,但不接续性不确定是缺点。每每把也许引发或或者引发材料在固性方面的停顿或不接续性称为缺点,它将消沉材料的强度和劳动个性。
其它,缺点还可分为两类:一类是超标缺点,海突矬(Defects)示意,是由累计的影响(比如裂纹总长等)而使材料或产物不能知足验收准则或手艺请求的一种不接续性,即不及格性。一类是对材料或产物的坚挺性有不良影响但尚可答应的不接续性,称为答应缺点,用(Flaw)示意。
材料的不接续性,如裂纹,凸或凹、划伤、磨损等,会影响涡流的崎岖,使阻抗平面图中涡流记号矢量点P产生挪动。
20.何如断定涡流的准则浸透深度(δ)?
当涡流探头来往试件(导电材料)时,试件内便造成涡流,涡流在试件内的散布是不平匀的。涡流的散布跟着深度的增添按指数函数方法而衰减,即间隔探头线圈越大,涡流的密度越小.
假定涡流在试件表面的密度为1,跟着深度的增添,试件中的涡流密度逐步衰减。当衰减到0.37时,适值为一个浸透深度(即1个δ),或称之为一个准则浸透深度。换句话说,所谓准则浸透深度指的是涡流密度由表面上的%衰减到37%时的深度。
统一材料探测频次不同时,浸透深度与频次的平方根成反比,即低频的浸透深度大于高频。统一探测频次对不同材料探测时,浸透深度不同。
21.甚么叫涡流的趋肤效应(或集肤效应)?
涡流重要齐集在被检试样的表面、亚表面,在一个浸透深度处涡流密度仅为表面的37%,且当探测频次f越大,试样的电导率和磁导率越大,涡流的浸透深度越小。这类景象称为趋肤效应(或集肤效应)。
于是,平凡涡流仪对受检试件表面、近表面缺点的敏捷度较高,试样深处缺点的探测敏捷度较低,为了探测试件深处的缺点,探测仪器务必抉择较低的频次,但探测频次过低会消沉仪器的敏捷度,增添过失。
22.甚么叫相位滞后?
涡流探测时,试件不同深处的缺点将引发涡流记号矢量点P的相位角变动,即涡流记号相位角自试样表面向深处按浸透深度成线性滞后。其滞后角度的巨细由下式祈望:
由于涡流的以上个性,于是,试件中同样的缺点,深处缺点的涡流记号与表面缺点的涡流记号相对照,前者幅度较小且相位角较大,探测时务必留意解析判别。
23.甚么叫填充系数?
填充系数指的探测线圈(探头)与试样之间的耦合度(空隙)。填充系数越大,探头与试样符合越好,电磁感触(或互感)的效率越高,探测敏捷度越高。
若填充系数过小,由于探头尺寸与试件空隙太大,或因传动装配不良,呆板传动引发的偏爱太大,或职掌不妥,可引发提离效应增大,浮现干与记号。管道探测时,假若填充系数太大,可影响探头行动,同时简单毁坏探头。正常请求填充系数η>0.75,同时请求尽或者保证探头与试件之间的相对行动保持安稳。
24.甚么叫信噪比(S/N)?
何分辩率何如?探测记号幅度(S)与噪声记号(干与记号)幅度(N)的比值称为信噪比.正常请求涡流仪器的信噪比大于或即是3,即S/N≥3:1。信噪比响应涡流探测系统的敏捷度,是涡流仪本能黑白的重大目标之一。信噪比过小,敏捷度低,不易识另与断定伤记号,致使漏检.
分辩力(或分辩率)指的是涡流系统能区隔开两个相邻缺点的才力。所能分辨的这两个相邻缺点的间隔越小,分辩率越高,反之,分辩率就低。
25.简述涡撒布感器的分类。
涡撒布感器的表率多种百般,分类法子也不少,罕见的分类法子有如下几种:
①按鼓舞源的波形和数方针不同施行分类,有正弦波、脉冲波和方波等。
②按探测线圈输出记号的不同分类,有参量式和变压器式两类。参量式线圈输出的记号是线圈阻抗的变动,正常它既是造成鼓舞磁场的线圈,又是拾取工件涡流记号的线圈,因此又叫自感式线圈。变压器式线圈,输出的是线圈上的感触电压记号,正常由两组线圈造成,一个专用于造成交变磁场的鼓舞线圈(或称低级线圈),另一个用于拾取涡流记号的线圈(或称次级线圈),又叫互感式线圈。
③探测线圈和工件的相对地方分类,有外穿过式线圈、内经历式线圈和安放式线圈三类。
④按线圈的绕制方法分类,有绝对式、准则对照式和自对照式三种。
⑤按传感器线圈绕组磁通方位的不同分类,正常把平行于工件轴线的磁通方位称为“轴向”,而笔直于轴线的磁通方位称为“法向”。
26.甚么叫外穿过式线圈(探头)?
因探测线圈位于工件的外部而得名,这类线圈是将工件插入并经历线圈内部施行探测。它能探测管材、棒材、线材等,是也许从线圈内部经历的导电试件。由于采取穿过式线圈,简单完成涡流探伤的批量、高速考验,且易完成主动化探测。于是,精深地应用于小直径的管材、棒材、线材试件的表面品质探测。
27.甚么叫内经历式线圈(探头)?
内经历式线圈,在对管件施行考验中,偶尔务必把探头放入管子的内部,这类插入试件内部施行探测的探头称为内经历式探头,也叫内部穿过式线圈,它合用于冷凝器管道(如钛管、铜管等)的在役探测。
28.甚么叫安放式线圈(探头)?
安放式线圈又称点式线圈或探头。在探伤时,把线圈安放于被探测工件表面施行考验。这类线圈体积小,线圈内部正常带有磁芯,于是具备磁场聚焦的性质,敏捷度高。它合用于各样板材、带材和大直径管材、棒材的表面探测,还能对形态繁杂的工件某一地域做个别探测。
29.甚么叫绝对式线圈(探头)?
直接丈量线圈阻抗的变动,在探测时可用准则试件放入线圈,调动仪器,使记号输出为零,再将被试工件放入线圈,这时,若仍无输出,示意试件和准则试件的相关参数不异。倘有输出,则根据探测方针不同,别离判定引发线圈阻抗变动的原由是裂纹照旧其余要素。这类劳动方法可用于材质的分选和测厚,又可施行探伤。
30.甚么叫准则对照式线圈(探头)?
模范的差动式涡流探测,采取二个探测线圈反向连接成为差动样子。一个线圈中安放准则试件(与被测试件具备不异材质、形态、尺寸且品质无缺),而另一个线圈中安放被检试件。由于这两个线圈接成差动样子,当被检试件品质不同于准则试件(如存在裂纹等)时,探测线圈就有记号输出,于是完成对试件的探测方针。
31.甚么叫自对照式线圈(探头)?
自对照式是准则对照式的通例。采取统一探测试件的不同部份做为对照准则,故称为自对照式。两个相邻安顿的线圈,同时对统一试件相邻部位施行探测时,该探测部位的物理本能及若干参数变动每每是对照小的,对线圈阻抗影响也对照幽微。假若将两个线圈差动连接,这类细小变动的影响便险些被对消掉,假若试件存在缺点,当线圈经历缺点(裂纹)时将输出相救赶紧变动的记号,且第一个线圈或第二个线圈别离经历统一缺点时所造成的涡流记号方位相悖。
32.何如抉择涡流探头?
依照被检目标的若干形态抉择。如测面材时抉择点探头;管、棒、丝材的在线探伤常抉择外穿过式探头或平面组合探头;电力、石化等在役管道的探测常抉择内经历式探头。依照探测方针抉择。如丈量电导率可采用绝对式或差分式点探头。依照特定的测试目标及其探测部位抉择特制专用探头。如探测挥发器传热管的正常弯管则利用填充系数较大,并且利用寿命较长的串珠状易弯探头。
33.甚么叫单频涡流手艺?
初期的涡流探伤仪每每仅能对探测线圈施加一个频次的鼓舞脉冲,经历阻抗解析法(或称相位解析法)对探测记号施行解析,这类采取单频次的相位解析法,至多只可判别受检工件中的两个参数(即只可抵御一个干与要素的影响)。单频涡流探测可用于对管、棒、线材等金属产物的探伤。
34.甚么叫多频涡流手艺?
由于单频涡流手艺的限制性,对很多繁杂重大构件的探测,如热替换器管道的在役探测,相近的支柱板、管板等构造部件会造成很强的干与记号,用单频涡流很难确切地检出管子的缺点;又如对汽轮机叶片、大轴中央孔和航空带动机叶片的表面裂纹、螺孔内裂纹、飞机的升降架、轮毂和铝蒙皮下缺点的探测,具备多种干与要素待消除,为了使涡流仪器能在实验中同时判别更多的参数,就须要增添判别记号的元器件,以便得到更多的实验变量,才气做到有用地抵御多种干与要素影响,抵达去伪存果然方针,升高探测的敏捷性、靠得住性和确切性,对受检工件做出确切评估。
年美国科学家Libby首先提议多频涡流探测手艺,该法子采取几个频次同时鼓舞探测线圈,经历传感器可同时搜罗到探测中的多组记号,对这些记号施行混频管教可有用地抵御多个干与要素,一次性索取多个所需的记号(如缺点音信、壁多景况等)。
70年月后期,海外已胜利地应用这项手艺施行核电站蒸汽产生器管道的役前和在役探测。
80年月初,爱德森公司胜利地研发出新一代EEC-39智能整个字四频涡流探测仪,并胜利地用于大亚湾核电站冷凝器管道的在役探测。
35.甚么叫远场涡流手艺?
远场涡流(RFEC.RemoteFieldEddyCurrent)探测手艺是一种能穿透金属管壁的低频涡流探测手艺。它的探头每每为内经历式探头,由一个鼓舞线圈和一个配置在与鼓舞线圈相距约二倍管内径处的较小的丈量线圈造成,鼓舞线圈通以低频相易电,丈量线圈能测到来自鼓舞线圈的穿过管壁后返回管内的磁场记号,进而有用地探测金属管子的内壁缺点和壁厚减薄水平。
本文泉源:NDT再造
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