渦流檢測是一種用於多種目的的無損檢測 (NDT)檢測方法，包括探傷、材料和塗層厚度測量、材料識別以及確定某些材料的熱處理條件。
- 什麼是渦流檢測？
- 渦流檢測如何工作？
- 標準和校準
- 好處
- 限制
- 應用
- 渦流陣列
- 渦流陣列的優勢
- 渦流陣列的局限性
- 脈沖渦流
- 實例探究
1.什麼是渦流檢測？
渦流檢測是利用電磁原理對導電材料進行探傷的幾種無損檢測方法之一。一個特殊設計的線圈通電，靠近測試表面放置，產生變化的磁場，與測試部件相互作用並在附近產生渦流。
然後通過使用接收器線圈或通過測量初級勵磁線圈中流動的交流電的變化來監測這些渦流的相位和幅度變化的變化。
電導率變化、測試部件的磁導率或任何不連續性的存在都會導致渦流的變化以及測量電流的相位和幅度的相應變化。更改顯示在屏幕上，並進行解釋以識別缺陷。
2.渦流檢測如何工作？
該過程依賴於稱為電磁感應的材料特性。當交流電通過導體（例如銅線圈）時，線圈周圍會產生交變磁場，該磁場隨著交流電的上升和下降而膨脹和收縮。如果然後將線圈靠近另一個電導體，線圈周圍的波動磁場會滲透材料，並根據楞次定律，在導體中感應出渦流。反過來，這種渦流會產生自己的磁場。這個“次級”磁場與“初級”磁場相反，從而影響線圈中流動的電流和電壓。
被檢測材料的電導率的任何變化，例如近表面缺陷或厚度差異，都會影響渦流的大小。使用初級線圈或次級檢測器線圈檢測這種變化，形成渦流檢測檢測技術的基礎。
磁導率是材料被磁化的難易程度。滲透率越大，滲透深度越小。非磁性金屬，例如奧氏體不銹鋼、鋁和銅，其磁導率非常低，而鐵素體鋼的磁導率卻高出數百倍。
渦流密度更高，缺陷敏感性最大，在表面，並且隨著深度的增加而降低。下降的速度取決於金屬的“導電性”和“滲透性”。材料的導電性影響滲透深度。在高電導率金屬的表面有更大的渦流流動，而在銅和鋁等金屬中的滲透率降低。
穿透深度可以通過改變交流電的頻率來改變——頻率越低，穿透深度越大。因此，高頻可用於檢測近表面缺陷，而低頻可用於檢測更深的缺陷。不幸的是，隨著頻率降低以提供更大的穿透力，缺陷檢測靈敏度也降低瞭。因此，對於每個測試，都有一個最佳頻率來提供所需的穿透深度和靈敏度。
便攜式多頻渦流儀
3.標準和校準
所有系統都必須使用適當的參考標準進行校準——就像任何無損檢測方法一樣，並且是任何渦流測試程序的重要組成部分。校準塊的材料、熱處理條件、形狀和尺寸必須與待測物品相同。
對於缺陷檢測，校準塊包含模擬缺陷的人工缺陷，而對於腐蝕檢測，校準塊具有不同的厚度。渦流方法需要高技能的操作員 – 培訓必不可少。
4.優勢
- 能夠檢測小至0.5mm的表面和近表面裂紋
- 能夠通過多層檢測缺陷，包括非導電表面塗層，不受平面缺陷的幹擾
- 可以檢查高溫表面和水下表面的非接觸式方法
- 對具有復雜幾何形狀的測試對象有效
- 提供即時反饋
- 便攜式和輕型設備
- 快速準備時間——表面幾乎不需要預清潔，不需要耦合劑
- 能夠測量被測物的電導率
- 可以自動化檢查均勻的零件，如車輪、鍋爐管或航空發動機盤
5.限制
- 隻能用於導電材料
- 滲透深度是可變的
- 非常容易受到磁導率變化的影響 – 使鐵磁材料中的焊縫測試變得困難 – 但使用現代數字探傷儀和探頭設計，並非不可能
- 無法檢測平行於測試對象表面的缺陷
- 需要仔細的信號解釋以區分相關和不相關的指示
6.應用
- 零件或組件的檢查包括：焊接接頭在役管孔 螺栓孔孔金屬管攪拌摩擦焊燃氣輪機葉片核反應堆中的噴嘴焊縫颶風螺旋槳轂鑄鐵橋燃氣輪機葉片
- 缺陷檢測包括：表面斷裂缺陷線性缺陷（小至 0.5 毫米深和 5 毫米長）裂紋缺乏融合普遍腐蝕（特別是在航空工業中用於檢查飛機蒙皮）
- 其他應用識別黑色金屬和有色金屬以及某些合金——尤其是鋁合金確定熱處理條件確定塗層是否不導電金屬熱處理驗證
7.渦流陣列
渦流陣列 (ECA) 是單個渦流傳感器或線圈的組件，它們按特定順序多路復用以獲得所需的靈敏度。渦流探頭有許多不同的設計，包括柔性探頭、帶襯墊的探頭或彈簧加載指。
校準渦流陣列設備
8.渦流陣列的優勢
- 減少檢查時間，因為：探頭中的線圈經過專門佈置以覆蓋特定區域可以調整掃描速度由於可用的探頭類型范圍更廣，因此可以檢查更廣泛的樣品
- 多頻方法 – 可以同時檢查具有多個中心頻率的測試對象 – 允許用戶評估最優化的檢查中心頻率
- 結果後分析——設備的內置軟件允許使用過濾器和其他過程來突出或隱藏某些特征
9.渦流陣列的局限性
- 渦流陣列檢測使用需要額外操作員培訓的先進設備
- 設置時間比傳統渦流檢測更長
10.脈沖渦流
脈沖渦流使用與傳統渦流測試相同的原理，並且正在開發使用脈沖渦流技術通過保護塗層、腐蝕產物和絕緣材料研究方法。
11.實例
該項目的目標是檢查和檢測 CVB 外螺紋中的任何裂紋。這是通過使用 ECT 檢測裂縫，然後應用 ACPD 方法來測量任何裂縫的大致深度來實現的。
方案：渦流探傷儀螺紋探頭用於掃描外螺紋。首先，在校準樣品上調整靈敏度和相位以確保準確性。然後調整相位角以提供水平提升矢量。最後加增益，實現全屏高度。螺紋的同一部分用於校準 ACPD 設備，然後用於測量螺紋根部或側面的裂紋深度。
通過將部件的圓周分成 12 個部分，然後檢查校準樣品中 0.2mm 凹口的響應，然後將探頭放置在螺紋和部件內部，從而進行檢查。隨後，將探頭放置並平衡在組件的螺紋中。為確保全面覆蓋，每個部分中的每個線程依次單獨掃描，並與下一個部分重疊。
螺紋狀況良好
對螺紋的 ECT 是成功的，因為它檢測到幾個信號，其中兩個低於需記錄水平。但是，由於渦流噪聲和渦流探頭與螺紋之間的接觸不理想，建議使用磁粉檢測。