17-涡流检测应用.ppt

* 6-2-6 应用举例 涡流检测虽然只能用来发现工件表面和近表面的缺陷，但曲于它具有简便、不需要耦合剂和容易实现高速自动检测的优点，因而在某些行业得到了广泛的应用。 例如在某些管、棒材的验收中，可以利用涡流检测来分选出有害缺陷的材料。 在某些产品如轴承、钢球等的制造过程中，可利用涡流法剔除那些由于材质问题而带有缺陷的半成品和成品。 还可用于维修检验，某些机械产品由于工作条件比较特殊(如在高温、高压、高速状态下工作)，在使用过程中往往容易产生疲劳裂纹(如飞机发动机叶片，起落架、旋翼等)和腐蚀裂纹(如发电厂冷凝器管道等)。 虽然采用磁粉检测，渗透检测和涡流检测都很有效，但涡流检测不仅对这些缺陷比较敏感，而且还可在涂有油漆和环氧树脂等覆盖层的部件上以及盲孔区和螺纹槽底进行检查，能发现金属皮下裂纹，因而在飞机维修部门受到重视。 涡流检测技术还可用来对运行中容易产生疲劳裂纹的零部件进行监视，在容易产生疲劳裂纹的涡轮盘叶根附近放置涡流探头，只要当旋转中的涡轮盘叶根部分出现可检出的疲劳裂纹时，涡流探伤仪上便能显示出来。 (1) 管材检测 涡流检测管子的方法决定于管直径的大小，直径75mm以下的管子一般采用穿过式线圈。 对直径的限制主要在于对分辨能力的要求，这是因为随着直径的增加、同样大小缺陷在整个被检测面积中的百分比愈来愈小。 检测时，管子纵向通过一个同心线圈组。线圈组包括一只激励线圈(初级线圈)、以差动方式连接的检测线圈(次级线圈)。 而当检测铁磁性管材时，还包括一只磁饱和(直流的)线圈。检测线圈监视感应电流的流动，且能检测出由于缺陷所产生的电流变化。 由于涡流流动具有方向性，此种方式最适用于检测凹坑、锻屑、发裂、折叠和裂纹等缺陷。检测速度一般为每秒0.5m 穿透式检测线圈方式在电和机械两方面部很简单，是一种低成本和高效率的检测方法。 直径超过75mm的管子由于穿过式线圈法对缺陷的分辨能力不足，大多改用探头式线圈，对大直径管子最好采用多探头检测。 探头数量决定于管径大小，用于检测直径为250mm管材时，采用14个探头组成探头组。 探头组外形和管子曲率一致，探头组中嵌进耐磨的淬硬靴块，设计成可直接骑在管子表面。 多探头方式的优点是改进了检测灵敏度，这是因为检测线圈非常接近于被检工件。 (2) 飞机发动机叶片检测 喷气发动机的钛合金风扇叶片在起飞时承受非常高的应力，叶片根部的最大应力可能接近或超过叶片材料的屈服强度、引起开裂。 采用涡流法可以检出这种低周疲劳引起的叶片根部裂纹。 检测的频率采用1～4MHz，探头线圈绕在一个特殊的直径为1.5mm的铁心上，以便与叶片根部的表面相一致和改善对裂纹的检测灵敏度。 当探头移过叶片根部时，缺陷信号就会被仪器显示出来。 (3) 金属复合材料的纤维含量检测 硼硅纤维和铝的复合材料是一种重量轻、强度高的新材料，其中纤维含量为50%时复合材料的性能最佳。 纤维是由直径为0.013mm的钨丝上镀硼至直径为0.117mm，再在硼上镀一层硅，然后用铝把它们拼制成0.13mm厚的纤维带，通过带层的扩散连接，成为结构材料。 可采用低频单探头来确定和监视成品的纤维含量，评定的方法是测量它的电导率。 检测表明，该材料的纤维含量变化3%时电导率的变化(%IACS)可达到20%～30%。 涡流检测还可通过对材料电导率的测定，来对非磁性材料进行金属成分与杂质含量的鉴别。 也可以用电导率来检测球墨铸铁基体组成中的珠光体和碳化物含量。 还可以用电导率来评定钛合金Ti6Al4V的机械强度以及对各种材料进行混料分选等。 在厚度测量方面，主要是金属基体上膜层厚度的测量和金属薄板厚度的测量。 膜层厚度的测量范围一般在几μm到几百μm之间，特殊的可达几mm 对绝缘涂层、通常为了抑制电导率和工件尺寸的影响，以适应各种基体金属和较薄工件膜层厚度的测量，涡流测厚仪都采用较高的工作频率。 对导电涂层，只有在基体与膜层之间电导率相差较大时，才有可能进行测量。 在测量磁性材料表面膜层厚度时，检测频率一般较低，频率太高工件表面状态的影响较大。 也可用于零件渗碳层厚度的大致测定，这是因为渗碳层厚薄不同会引起磁导率的变化。 利用涡流法测量金属薄板厚度不仅设备简单、检测迅速、使用方便、没有污染，而且板材愈薄时检测精度愈高。 此外，涡流检测还可以用来测量轴形工件转动时的径向振动和轴向微小位移量等。 6-3 电磁分选 电磁分选是从某些使用电流的其它磁性方法-尤其是磁粉法和涡流法中分离出来