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- 渦流探傷的原理是什么 能檢測出哪些缺陷
- 時(shí)間：2018-04-08 發(fā)布者：本站 瀏覽次數(shù)： 分享至
在一些工程圖紙的腳注上有時(shí)會出現(xiàn)這樣一句話：“必須采用渦流探傷技術(shù)進(jìn)行探傷”；但是卻并沒有明確指示應(yīng)該對該組件上的哪個(gè)區(qū)域進(jìn)行探傷，并且也沒有指出利用渦流探傷的目的是什么：查找缺陷？驗(yàn)證熱處理過程？還是螺紋探傷？工程師們都想利用一種成熟的技術(shù)來驗(yàn)證工程組件的質(zhì)量問題，但是渦流探傷技術(shù)卻不能作為一個(gè)全面的測試技術(shù)使用，因此，為了獲得正確的探傷結(jié)果，充分理解這種探傷技術(shù)的原理、應(yīng)用范圍和操作方法是十分重要的。
渦流探傷技術(shù)主要是采用電磁場探傷金屬制品表面和次表面上的缺陷。電磁感應(yīng)科學(xué)是在19世紀(jì)中期發(fā)展而來，在19世紀(jì)后期，人們發(fā)現(xiàn)將線圈與具有不同電導(dǎo)率的金屬接觸時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會發(fā)生改變。在19世紀(jì)50年代到60年代，渦流技術(shù)逐漸發(fā)展成了一種廣泛應(yīng)用于核能和航空工業(yè)領(lǐng)域的新興技術(shù)。
在渦流探傷技術(shù)中，將通電線圈放置在待探傷金屬樣品附近，金屬樣品內(nèi)會感應(yīng)出渦流。與不含缺陷的同種金屬制品對比而言，制品中若存在缺陷或者結(jié)構(gòu)發(fā)生改變都會導(dǎo)致渦流變化。因?yàn)闇u流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，利用探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。
渦流探傷通常能夠在幾秒鐘內(nèi)完成，這使得它易于整合到生產(chǎn)線中，并且，此過程不需要用到耦合劑，探傷之前也不需要對樣品進(jìn)行預(yù)清洗工作。此外，由于渦流還受電導(dǎo)率影響，這種技術(shù)還可以用來探傷合金材料之間的差異性等。
渦流探傷的應(yīng)用范圍
那么渦流探傷技術(shù)能夠具體用來做什么呢？該技術(shù)能夠在哪些方面幫助人們驗(yàn)證工業(yè)生產(chǎn)流程并降低不合格產(chǎn)品的生產(chǎn)概率呢？
下面列出了一些渦流探傷的主要應(yīng)用范圍：
1裂紋和缺陷探傷
渦流探傷技術(shù)非常適用于查找金屬部件的表面裂縫和缺陷，探傷效率極高。在受到交變磁場誘導(dǎo)后，待探傷制品內(nèi)將產(chǎn)生渦流流動(dòng)，如果這些渦流被表面裂縫或者缺陷中斷，渦流探頭和儀器將會探測出渦流的變化并將該存有裂縫的制品標(biāo)記為失效產(chǎn)品。
渦流探傷對于裂縫和缺陷來說，是一種非常干凈、快速且探傷結(jié)果可重復(fù)的高效方法，而且很容易被整合到生產(chǎn)過程中，用于探傷一些利用肉眼難以察覺的缺陷。所用的探傷探針可以根據(jù)需求進(jìn)行定制以有針對性的適應(yīng)一些面積較小、難以觸及的關(guān)鍵區(qū)域。此外，有了陣列探測器和材料處理系統(tǒng)的輔助還能夠?qū)崿F(xiàn)對一些大型或者復(fù)雜產(chǎn)品的表面區(qū)域進(jìn)行探傷。
可以利用渦流探傷技術(shù)探傷缺陷的產(chǎn)品主要有：車輪軸承、滾子軸承、小齒輪、軸、傳動(dòng)齒輪、活塞、緊固件、管道系統(tǒng)以及鋼軌等。
2熱處理和材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
渦流探傷還能通過與已知結(jié)構(gòu)的完好組件進(jìn)行對比，進(jìn)而驗(yàn)證待測試件是否具有完好的材料結(jié)構(gòu)。
熱處理過程中的變化以及所使用合金種類的不同都會導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的差異。這些差異會導(dǎo)致測試件表面硬度和硬化層深度的變化。渦流探傷技術(shù)能夠通過材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的變化探傷出這些差異，因此，該技術(shù)有助于驗(yàn)證測試件的結(jié)構(gòu)完整性和耐久性。
渦流探傷對于熱處理和材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證方面，屬于一種快速、干凈的探傷方法；對產(chǎn)品的探傷結(jié)果通常可以清晰的顯示出“通過”或“不合格”。
可以利用渦流探傷技術(shù)進(jìn)行熱處理過程和材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的產(chǎn)品主要有：車輪軸承、滾子軸承、軸桿、小齒輪、球釘、金屬粉末燒結(jié)產(chǎn)品、插銷、緊固件、傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)系組件以及醫(yī)療器件等。
3螺紋、功能件和裝配件驗(yàn)證
類似于上述結(jié)構(gòu)測試，渦流探傷技術(shù)還能夠用于驗(yàn)證螺紋的質(zhì)量問題、組件的功能驗(yàn)證、或者驗(yàn)證某個(gè)裝配件是否被正確地組裝在一起。
對螺紋進(jìn)行渦流探傷有助于識別出螺紋是否出現(xiàn)局部受損、尺寸是否過大或者過小、設(shè)計(jì)是否合理等信息。
可以利用渦流探傷進(jìn)行功能驗(yàn)證的組件主要包括：門凹槽、齒條等。
裝配件的驗(yàn)證測試主要包括：軸承座圈上球軸承的安裝、軸承內(nèi)的夾雜物、活塞環(huán)的取向以及閥門和管件的組裝等。
渦流探傷的應(yīng)用場合
在許多情況下，渦流探傷都能夠取得很好的測試效果。
大批量測試：對于大批量生產(chǎn)測試，渦流探傷體系能夠提供較高的投資回報(bào)率。
小批量測試：小批量測試方法比較適合于探傷具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的測試件或者其本身經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，但在某些情況下，質(zhì)量的不合格會導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失的產(chǎn)品，例如，一個(gè)經(jīng)熱處理后的小型C型夾本身是一個(gè)成本低廉的產(chǎn)品，但是如果將其與汽車制動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)用，那么由該產(chǎn)品不合格所引起的代價(jià)則會很高。
整合到生產(chǎn)線：對于在線渦流探傷而言，探傷速度和可重復(fù)性是兩個(gè)非常關(guān)鍵的因素；當(dāng)將該方法直接整合到生產(chǎn)線上，渦流探傷設(shè)備能夠與可編程控制器共同協(xié)作快速找出不合格產(chǎn)品。
渦流探傷的操作
與其他探傷技術(shù)一樣，如果不能正確的執(zhí)行渦流探傷操作，那么得出的結(jié)果將會是不一致甚至是錯(cuò)誤的。進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的測試要求渦流傳感器（線圈/探針組裝）與根據(jù)特定測試需求選取的低噪聲渦流探傷設(shè)備相互匹配。此外，還需要一套良好的材料處理系統(tǒng)和一個(gè)具有基本的渦流探傷知識且接受過培訓(xùn)的專業(yè)操作人員。
操作具體包括哪些內(nèi)容呢？
首先，你需要對可能會遇到的情況做好理解及準(zhǔn)備工作。
對于材料結(jié)構(gòu)或者熱處理探傷試驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)記錄實(shí)際探傷環(huán)境，例如熱量、風(fēng)冷、感應(yīng)加熱線圈錯(cuò)位（由于線圈彎曲或者損壞等）等。了解測試組件表面、幾何特性和取向是如何影響測試結(jié)果的；一般而言，粗糙、不平整的表面可能會引起額外的系統(tǒng)噪聲，這就可能造成一些很小的缺陷難以被探傷出來。測試件的幾何結(jié)構(gòu)和取向等因素同樣需要進(jìn)行考慮。在測試過程中，應(yīng)當(dāng)確保渦流傳感器（線圈/探針）相對于樣品保持在同樣的位置，如果間距或者位置不一致，測試結(jié)果也會不一致。
另外，需要一套可靠的材料處理系統(tǒng)。
再好的儀器和探傷探頭也不能彌補(bǔ)工具不合適所帶來的不足。定期的系統(tǒng)檢查有助于確保測試組件和傳感器保持在正確的位置上。如果測試是手動(dòng)進(jìn)行的，應(yīng)該利用機(jī)械工具以減少不良的測試影響。
盡量采用穩(wěn)定、低噪聲的渦流探傷裝置。
一般而言，設(shè)備噪聲越低，所能探傷出的缺陷尺寸越小；材料間的差異也能更加清晰地凸顯出來。系統(tǒng)穩(wěn)定能夠確保測量結(jié)果的一致性。
探傷操作人員一般要求具備基本的渦流探傷知識且接受過專業(yè)的崗前培訓(xùn)。
當(dāng)測試條件發(fā)生改變或者出現(xiàn)一些突發(fā)故障時(shí)，這些訓(xùn)練有素的操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并對其進(jìn)行評估或者做出相應(yīng)的調(diào)整，例如更換傳感器等。在選擇渦流探傷設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量選擇一款易于使用的設(shè)備；現(xiàn)在已有很多設(shè)備結(jié)合了現(xiàn)代觸摸屏顯示系統(tǒng)和直觀的用戶界面，這使得在員工流動(dòng)率較高的今天，為新員工進(jìn)行培訓(xùn)也變的更加容易。
值得一提的是，在選擇購買一套渦流探傷系統(tǒng)之前，先對你經(jīng)常要探傷的組件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試和評估，一些渦流探傷系統(tǒng)供應(yīng)商會提供免費(fèi)的評估和測試報(bào)告來驗(yàn)證測試的可行性，因此在購買和安裝前，先確定一個(gè)值得信賴的廠商并提前與他們進(jìn)行互動(dòng)和合作，以清楚了解該廠商生產(chǎn)的渦流探傷設(shè)備是否真的適合你今后的探傷工作。
渦流探傷技術(shù)主要是采用電磁場探傷金屬制品表面和次表面上的缺陷。電磁感應(yīng)科學(xué)是在19世紀(jì)中期發(fā)展而來，在19世紀(jì)后期，人們發(fā)現(xiàn)將線圈與具有不同電導(dǎo)率的金屬接觸時(shí)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)會發(fā)生改變。在19世紀(jì)50年代到60年代，渦流技術(shù)逐漸發(fā)展成了一種廣泛應(yīng)用于核能和航空工業(yè)領(lǐng)域的新興技術(shù)。
在渦流探傷技術(shù)中，將通電線圈放置在待探傷金屬樣品附近，金屬樣品內(nèi)會感應(yīng)出渦流。與不含缺陷的同種金屬制品對比而言，制品中若存在缺陷或者結(jié)構(gòu)發(fā)生改變都會導(dǎo)致渦流變化。因?yàn)闇u流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，利用探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進(jìn)而獲得有關(guān)電導(dǎo)率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。
渦流探傷通常能夠在幾秒鐘內(nèi)完成，這使得它易于整合到生產(chǎn)線中，并且，此過程不需要用到耦合劑，探傷之前也不需要對樣品進(jìn)行預(yù)清洗工作。此外，由于渦流還受電導(dǎo)率影響，這種技術(shù)還可以用來探傷合金材料之間的差異性等。
渦流探傷的應(yīng)用范圍
那么渦流探傷技術(shù)能夠具體用來做什么呢？該技術(shù)能夠在哪些方面幫助人們驗(yàn)證工業(yè)生產(chǎn)流程并降低不合格產(chǎn)品的生產(chǎn)概率呢？
下面列出了一些渦流探傷的主要應(yīng)用范圍：
1裂紋和缺陷探傷
用于探傷裂縫的渦流探傷探針
渦流探傷技術(shù)非常適用于查找金屬部件的表面裂縫和缺陷，探傷效率極高。在受到交變磁場誘導(dǎo)后，待探傷制品內(nèi)將產(chǎn)生渦流流動(dòng)，如果這些渦流被表面裂縫或者缺陷中斷，渦流探頭和儀器將會探測出渦流的變化并將該存有裂縫的制品標(biāo)記為失效產(chǎn)品。
渦流探傷對于裂縫和缺陷來說，是一種非常干凈、快速且探傷結(jié)果可重復(fù)的高效方法，而且很容易被整合到生產(chǎn)過程中，用于探傷一些利用肉眼難以察覺的缺陷。所用的探傷探針可以根據(jù)需求進(jìn)行定制以有針對性的適應(yīng)一些面積較小、難以觸及的關(guān)鍵區(qū)域。此外，有了陣列探測器和材料處理系統(tǒng)的輔助還能夠?qū)崿F(xiàn)對一些大型或者復(fù)雜產(chǎn)品的表面區(qū)域進(jìn)行探傷。
可以利用渦流探傷技術(shù)探傷缺陷的產(chǎn)品主要有：車輪軸承、滾子軸承、小齒輪、軸、傳動(dòng)齒輪、活塞、緊固件、管道系統(tǒng)以及鋼軌等。
2熱處理和材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證
對熱處理的齒輪進(jìn)行渦流探傷
渦流探傷還能通過與已知結(jié)構(gòu)的完好組件進(jìn)行對比，進(jìn)而驗(yàn)證待測試件是否具有完好的材料結(jié)構(gòu)。
熱處理過程中的變化以及所使用合金種類的不同都會導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的差異。這些差異會導(dǎo)致測試件表面硬度和硬化層深度的變化。渦流探傷技術(shù)能夠通過材料電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的變化探傷出這些差異，因此，該技術(shù)有助于驗(yàn)證測試件的結(jié)構(gòu)完整性和耐久性。
渦流探傷對于熱處理和材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證方面，屬于一種快速、干凈的探傷方法；對產(chǎn)品的探傷結(jié)果通常可以清晰的顯示出“通過”或“不合格”。
可以利用渦流探傷技術(shù)進(jìn)行熱處理過程和材料結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的產(chǎn)品主要有：車輪軸承、滾子軸承、軸桿、小齒輪、球釘、金屬粉末燒結(jié)產(chǎn)品、插銷、緊固件、傳動(dòng)齒輪、傳動(dòng)系組件以及醫(yī)療器件等。
3螺紋、功能件和裝配件驗(yàn)證
對螺紋進(jìn)行渦流探傷
類似于上述結(jié)構(gòu)測試，渦流探傷技術(shù)還能夠用于驗(yàn)證螺紋的質(zhì)量問題、組件的功能驗(yàn)證、或者驗(yàn)證某個(gè)裝配件是否被正確地組裝在一起。
對螺紋進(jìn)行渦流探傷有助于識別出螺紋是否出現(xiàn)局部受損、尺寸是否過大或者過小、設(shè)計(jì)是否合理等信息。
可以利用渦流探傷進(jìn)行功能驗(yàn)證的組件主要包括：門凹槽、齒條等。
裝配件的驗(yàn)證測試主要包括：軸承座圈上球軸承的安裝、軸承內(nèi)的夾雜物、活塞環(huán)的取向以及閥門和管件的組裝等。
渦流探傷的應(yīng)用場合
在許多情況下，渦流探傷都能夠取得很好的測試效果。
大批量測試：對于大批量生產(chǎn)測試，渦流探傷體系能夠提供較高的投資回報(bào)率。
小批量測試：小批量測試方法比較適合于探傷具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的測試件或者其本身經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，但在某些情況下，質(zhì)量的不合格會導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失的產(chǎn)品，例如，一個(gè)經(jīng)熱處理后的小型C型夾本身是一個(gè)成本低廉的產(chǎn)品，但是如果將其與汽車制動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)用，那么由該產(chǎn)品不合格所引起的代價(jià)則會很高。
整合到生產(chǎn)線：對于在線渦流探傷而言，探傷速度和可重復(fù)性是兩個(gè)非常關(guān)鍵的因素；當(dāng)將該方法直接整合到生產(chǎn)線上，渦流探傷設(shè)備能夠與可編程控制器共同協(xié)作快速找出不合格產(chǎn)品。
渦流探傷的操作
與其他探傷技術(shù)一樣，如果不能正確的執(zhí)行渦流探傷操作，那么得出的結(jié)果將會是不一致甚至是錯(cuò)誤的。進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠的測試要求渦流傳感器（線圈/探針組裝）與根據(jù)特定測試需求選取的低噪聲渦流探傷設(shè)備相互匹配。此外，還需要一套良好的材料處理系統(tǒng)和一個(gè)具有基本的渦流探傷知識且接受過培訓(xùn)的專業(yè)操作人員。
操作具體包括哪些內(nèi)容呢？
首先，你需要對可能會遇到的情況做好理解及準(zhǔn)備工作。
對于材料結(jié)構(gòu)或者熱處理探傷試驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)記錄實(shí)際探傷環(huán)境，例如熱量、風(fēng)冷、感應(yīng)加熱線圈錯(cuò)位（由于線圈彎曲或者損壞等）等。了解測試組件表面、幾何特性和取向是如何影響測試結(jié)果的；一般而言，粗糙、不平整的表面可能會引起額外的系統(tǒng)噪聲，這就可能造成一些很小的缺陷難以被探傷出來。測試件的幾何結(jié)構(gòu)和取向等因素同樣需要進(jìn)行考慮。在測試過程中，應(yīng)當(dāng)確保渦流傳感器（線圈/探針）相對于樣品保持在同樣的位置，如果間距或者位置不一致，測試結(jié)果也會不一致。
另外，需要一套可靠的材料處理系統(tǒng)。
再好的儀器和探傷探頭也不能彌補(bǔ)工具不合適所帶來的不足。定期的系統(tǒng)檢查有助于確保測試組件和傳感器保持在正確的位置上。如果測試是手動(dòng)進(jìn)行的，應(yīng)該利用機(jī)械工具以減少不良的測試影響。
盡量采用穩(wěn)定、低噪聲的渦流探傷裝置。
一般而言，設(shè)備噪聲越低，所能探傷出的缺陷尺寸越小；材料間的差異也能更加清晰地凸顯出來。系統(tǒng)穩(wěn)定能夠確保測量結(jié)果的一致性。
探傷操作人員一般要求具備基本的渦流探傷知識且接受過專業(yè)的崗前培訓(xùn)。
當(dāng)測試條件發(fā)生改變或者出現(xiàn)一些突發(fā)故障時(shí)，這些訓(xùn)練有素的操作人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并對其進(jìn)行評估或者做出相應(yīng)的調(diào)整，例如更換傳感器等。在選擇渦流探傷設(shè)備時(shí)，應(yīng)盡量選擇一款易于使用的設(shè)備；現(xiàn)在已有很多設(shè)備結(jié)合了現(xiàn)代觸摸屏顯示系統(tǒng)和直觀的用戶界面，這使得在員工流動(dòng)率較高的今天，為新員工進(jìn)行培訓(xùn)也變的更加容易。
值得一提的是，在選擇購買一套渦流探傷系統(tǒng)之前，先對你經(jīng)常要探傷的組件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y試和評估，一些渦流探傷系統(tǒng)供應(yīng)商會提供免費(fèi)的評估和測試報(bào)告來驗(yàn)證測試的可行性，因此在購買和安裝前，先確定一個(gè)值得信賴的廠商并提前與他們進(jìn)行互動(dòng)和合作，以清楚了解該廠商生產(chǎn)的渦流探傷設(shè)備是否真的適合你今后的探傷工作。
