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文檔簡介

1、課程設(shè)計任務(wù)書課 程 設(shè) 計 報 告課程名稱 無損檢測 題 目 渦流探傷儀靈敏度的標(biāo)定指導(dǎo)教師 設(shè)計起止日期 2012.12.9 - 2012.12.27學(xué) 院 航空航天工程學(xué)部 專 業(yè) 航空維修工程與技術(shù)方向 學(xué)生姓名 班 級 學(xué) 號 成 績 任務(wù)書題目渦流探傷儀靈敏度的標(biāo)定主要內(nèi)容以及目標(biāo)1.無損檢測的概況;2.渦流檢測的概況;3.渦流探傷儀靈敏度的標(biāo)定: 1)對比試塊的應(yīng)用測定靈敏度; 2)對渦流探傷儀靈敏度的影響因素及如何避免。成果形式以論文形式論述清楚如何標(biāo)定渦流探傷儀靈敏度基本要求思路清晰,論據(jù)豐富,字?jǐn)?shù)不少于8000字主要參考文獻1 李家偉主編.無損檢測手冊.北京.機械工業(yè)出版社

2、2 孫金立主編.無損檢測在航空維修中的應(yīng)用.北京.國防工業(yè)出版社3 徐可北主編.渦流檢測.北京.機械工業(yè)出版社4 謝小榮主編.飛機損傷檢測.北京.航空工業(yè)出版社5 任吉林主編.渦流檢測.北京.國防工業(yè)出版社摘要渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損檢測方法,它適用于導(dǎo)電材料。渦流檢測技術(shù)以其適應(yīng)性較強、非接觸耦合、監(jiān)測裝置輕便等優(yōu)點而在冶金、化工、電力、航空、航天、核工業(yè)等工業(yè)部門得到較廣泛的應(yīng)用。渦流檢測的靈敏度,是指其定量分析所能檢測出的最小缺陷大小的能力。本文問介紹了渦流探傷儀靈敏度標(biāo)定的方法。渦流檢測法從某種意義上講,是屬于一種對比的方法,即通過比較找出試件與標(biāo)準(zhǔn)試件的差異來進

3、行判斷,本文即是利用對比試塊做參考來標(biāo)定渦流探傷儀的靈敏度,通過探測不同的人工缺陷來探測儀器所能達到的探測靈敏度。關(guān)鍵詞: 渦流檢測、廣泛應(yīng)用、靈敏度、標(biāo)準(zhǔn)試件目錄1. 無損檢測- 1 -1.1. 概述- 1 -1.1.1. 無損檢測的定義- 1 -1.1.2. 無損檢測的特點- 1 -1.2. 檢測方法- 1 -1.3. 應(yīng)用及發(fā)展前景- 2 -1.3.1. 無損檢測的應(yīng)用- 2 -1.3.2. 無損檢測的發(fā)展前景- 2 -2. 渦流檢測- 3 -2.1. 渦流檢測的原理- 3 -2.2. 渦流檢測儀器- 4 -2.3. 渦流檢測線圈(探頭)- 5 -2.4. 渦流檢測工藝要點- 6 -2.

4、4.1. 試件表面的清理- 6 -2.4.2. 探傷規(guī)范的選擇- 6 -2.4.3. 探傷檢測- 7 -3. 渦流探傷儀靈敏度的標(biāo)定- 8 -3.1. 渦流儀器檢測裝置- 8 -3.1.1. 渦流傳感器- 8 -3.1.2. 渦流檢測儀器- 9 -3.1.3. 渦流檢測參考試件- 10 -3.1.4. 儀器參數(shù)的定義- 10 -3.2. 參考試件法測量靈敏度- 11 -3.2.1. 探測靈敏度的定義及儀器綜合性能指標(biāo)- 11 -3.2.2. 參考試件- 11 -3.2.3. 標(biāo)定方法- 12 -3.3. 對渦流探測儀靈敏度的影響因素及如何避免- 13 -3.3.1. 檢測頻率- 13 -3.3

5、.2. 線圈阻抗的影響- 14 -3.3.3. 線圈的的尺寸和形狀- 15 -3.3.4. 相位- 16 -3.3.5. 填充系數(shù)()- 16 -3.3.6. 信噪比(S/N)- 16 -4. 課設(shè)體會- 17 -參考文獻- 18 -1. 無損檢測1.1. 概述1.1.1. 無損檢測的定義無損檢測簡稱NDT (Non-destructive testing),就是利用聲光、磁和電等特性,在不損害或不影響被檢對象使用性能的前提下,檢測被檢對象中是否存在缺陷或不均勻性,給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量等信息,進而判定被檢對象所處技術(shù)狀態(tài)(如合格與否、剩余壽命等)的所有技術(shù)手段的總稱1。1.1.2.

6、 無損檢測的特點無損檢測的最大特點就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進行檢測,所以實施無損檢測后,產(chǎn)品的檢查率可以達到100%。但是,并不是所有需要測試的項目和指標(biāo)都能進行無損檢測,無損檢測技術(shù)也有自身的局限性。某些試驗只能采用破壞性試驗,因此,在目前無損檢測還不能代替破壞性檢測。也就是說,對一個工件、材料、機器設(shè)備的評價,必須把無損檢測的結(jié)果與破壞性試驗的結(jié)果互相對比和配合,才能作出準(zhǔn)確的評定。1.2. 檢測方法在無損檢測時,必須根據(jù)無損檢測的目的,正確選擇無損檢測實施的時機。由于各種檢測方法都具有一定的特點,為提高檢測結(jié)果可靠性,應(yīng)根據(jù)設(shè)備材質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式,預(yù)

7、計可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向,選擇合適的無損檢測方法2。 任何一種無損檢測方法都不是萬能的,每種方法都有自己的優(yōu)點和缺點。應(yīng)盡可能多用幾種檢測方法,互相取長補短,以保障承壓設(shè)備安全運行。此外在無損檢測的應(yīng)用中,還應(yīng)充分認(rèn)識到,檢測的目的不是片面追求過高要求的“高質(zhì)量”,而是應(yīng)在充分保證安全性和合適風(fēng)險率的前提下,著重考慮其經(jīng)濟性。只有這樣,無損檢測在承壓設(shè)備的應(yīng)用才能達到預(yù)期目的。常規(guī)無損檢測方法有目視檢測(VT)、射線照相法(RT)、超聲波檢測(UT)、磁粉檢測(MT)、滲透檢測(PT)、渦流檢測(ET)、聲發(fā)射 (AE)。1.3. 應(yīng)用及發(fā)展前景1.3.1. 無損檢測的應(yīng)用應(yīng)用時

8、機:設(shè)計階段;制造過程;成品檢驗;在役檢查。應(yīng)用對象:各類材料(金屬、非金屬等);各種工件(焊接件、鍛件、鑄件等)。各種工程(道路建設(shè)、水壩建設(shè)、橋梁建設(shè)、機場建設(shè)等)。1.3.2. 無損檢測的發(fā)展前景隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,社會對產(chǎn)品質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性、使用可靠性的要求越來越高。由于無損檢測技術(shù)具有不破壞試件、檢測靈敏度等優(yōu)點,其應(yīng)用日益廣泛,目前,無損檢測技術(shù)不僅承壓類特種設(shè)備的制造檢驗和在用檢查,而且在國內(nèi)許多行業(yè)和部門,例如機械、冶金、石油天然氣、石化、化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業(yè)、兵器、煤炭、有色金屬、建筑等,都得到了廣泛的應(yīng)用。在無損檢測技術(shù)的應(yīng)用上,不但俗稱五大常規(guī)的工業(yè)無

9、損檢測方法(超聲、磁粉、渦流、滲透、射線照相)得到更廣泛的應(yīng)用,而且還開展了工業(yè)X射線實時成像、超聲波成像、內(nèi)窺鏡、激光全息、高能X射線加速器、聲發(fā)射、金屬磁記憶檢測、遠(yuǎn)場渦流、TOFD技術(shù)等新型無損檢測技術(shù)方法的應(yīng)用,而且有不少單位還引進了國外多種先進的無損檢測技術(shù)方法和檢測設(shè)備。無損檢測的對象不但是常規(guī)的金屬材料、結(jié)構(gòu)與零部件產(chǎn)品,而且還包括了非金屬產(chǎn)品(例如橡膠輪胎、混凝土樁基及混凝土結(jié)構(gòu))、水下鋼結(jié)構(gòu)、地下金屬管線管道探測以及管道的腐蝕檢測、民用金屬鋼結(jié)構(gòu)與建筑鋼結(jié)構(gòu)、超高溫超高壓應(yīng)用的鋼制件(如人造金剛石反應(yīng)釜)、起重設(shè)備或其它承載設(shè)備使用的鋼絲繩、特種設(shè)備(例如電梯、游樂設(shè)施等),

10、甚至包括食品工業(yè)(如冷凍食品的金屬屑檢查),在高速公路建設(shè)、橋梁工程、海上石油平臺維修安裝、地鐵維修工程等領(lǐng)域也都越來越多地應(yīng)用了無損檢測技術(shù)。目前在湖南省從事無損檢測的專業(yè)服務(wù)公司已經(jīng)達到6家以上,涵蓋了民用與建筑金屬鋼結(jié)構(gòu)、鍋爐壓力容器、電力工業(yè)、維修安裝等領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟改革形勢的深入發(fā)展、國營企業(yè)的體制改革以及第三方檢驗制度的進一步貫徹,相信還將會有更多的無損檢測專業(yè)服務(wù)公司出現(xiàn)(例如我國中石化系統(tǒng)目前進行的體制改革中,已經(jīng)有許多石化企業(yè)的無損檢測部門被剝離出來成為獨立的無損檢測服務(wù)公司)3。- 18 -2. 渦流檢測2.1. 渦流檢測的原理渦流檢測是建立在電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)之上的一種無損

11、檢測方法,它適用于導(dǎo)電材料。當(dāng)把一塊導(dǎo)體置于交變磁場之中,在導(dǎo)體中就有感應(yīng)電流存在,即產(chǎn)生渦流。由于導(dǎo)體自身各種因素(如電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、形狀,尺寸和缺陷等)的變化,會導(dǎo)致渦流的變化,利用這種現(xiàn)象判定導(dǎo)體性質(zhì),狀態(tài)的檢測方法,就稱為渦流檢測4。電磁感應(yīng)現(xiàn)象和渦流的產(chǎn)生見圖1和圖2。在圖1中,使線圈1和線圈2靠近,在線圈1中通過交流電,在線圈2中就會有感應(yīng)產(chǎn)生交流電。如果使用金屬板代替線圈2,同樣也可以使金屬板導(dǎo)體產(chǎn)生交流電,如圖2。這種由交流磁場感生出來的電流就渦流。在圖2中,試件中的渦流方法與給試件施加交流磁場線圈的電流相反。由渦流所產(chǎn)生的交流磁場也產(chǎn)生交變磁力線,它通過激勵線圈時又感生出反作

12、用電流。如果工件中渦流變化,這個反作用電流也變化。測定它的變化,就可以測得渦流的變化,從而得到試件的信息。渦流的分布及其電流大小由線圈的形狀和尺寸,試驗頻率,導(dǎo)體的電導(dǎo)率,磁導(dǎo)率,形狀和尺寸,導(dǎo)體與線圈間的距離以及導(dǎo)體表面的缺陷所決定的。因此,根據(jù)檢測到的試件中的渦流,就可以取得關(guān)于試件材質(zhì),缺陷和形狀尺寸等信息。由于激勵電流和反作用電流的相位會出現(xiàn)一定差異,這個相位差隨著試件的性質(zhì)而改變,因此,常通過測量這相位的變化來檢測試件的有關(guān)信息。這個相位的變化與線圈阻抗的變化密切相關(guān),現(xiàn)在,大多數(shù)的渦流檢測儀器都以阻抗分析法為基礎(chǔ),來鑒別各種引起渦流變化的因素。由于渦流具有集膚效應(yīng),因此渦流檢測只能

13、檢測表面和近表面的缺陷。由于試件形狀的不同、檢測部位的不同,所以檢測線圈的形狀與接近試件的方式也不盡相同。為了適應(yīng)各種檢測的需要,人們設(shè)計了各種各樣的檢測線圈和渦流檢測儀器。2.2. 渦流檢測儀器渦流探傷儀的基本原理:信號發(fā)生器(振動器)產(chǎn)生交變電流供給檢測線圈,線圈產(chǎn)生交變磁場并在工件中感生渦流,渦流受到工件性能的影響并反過來使線圈阻抗發(fā)生變化,然后通過信號檢出電路檢出線圈阻抗的變化。圖3為管、棒、線材渦流檢測儀器框圖。圖4是以線圈的阻抗分析為基礎(chǔ)的渦流檢測儀器,也稱為阻抗分析儀。比較圖3和圖4兩類儀器,大部分電路是一致的。2.3. 渦流檢測線圈(探頭)在渦流探傷中,是靠檢測線圈來建立交變磁

14、場,把能量傳遞給被檢導(dǎo)體;同時又通過渦流所建立的交變磁場來獲得被檢導(dǎo)體中的質(zhì)量信息。因此,檢測線圈實際上一種換能器。檢測線圈的形狀,尺寸和技術(shù)參數(shù)對于最終檢測結(jié)果是至關(guān)重要的。在渦流探傷中,往往根據(jù)被檢試件的形狀、尺寸、材質(zhì)和質(zhì)量要求等來選定檢測線圈的種類,常用的檢測線圈有三類:穿過式線圈,插入式線圈和探頭式線圈。圖5為穿過式線圈,它用來檢測線材、棒材和管材,主要用在在線檢測。圖6為內(nèi)插式線圈,是放在管子內(nèi)部進行檢測的線圈,專門用來檢查厚壁管子內(nèi)壁或鉆孔內(nèi)壁的缺陷,也用來檢查成套設(shè)備中管子的質(zhì)量,比如熱交換器管的在役檢測。圖7為探頭式線圈,放置在試件表面上進行檢測的線圈,它不僅形狀簡單的板材、

15、方坯、棒材及大直徑管材的表面掃描探傷,也適用于形狀較為復(fù)雜的機械零件的檢測。由于其線圈體積小,磁場作用范圍小,一次檢測范圍和檢測的缺陷都比較小5。2.4. 渦流檢測工藝要點2.4.1. 試件表面的清理2.4.2. 探傷規(guī)范的選擇(一)線圈的選擇a試件的形狀和尺寸b線圈的參數(shù)c適合于被檢缺陷(二)頻率的選擇a集膚深度和檢測靈敏度b檢測因素的阻抗特性第一,選擇檢測因素產(chǎn)生最大阻抗變化時的頻率第二,選擇檢測因素與其它干擾因素所引起的阻抗變化之間有最大相位差時的頻率(適用具有相位分析功能的儀器)(三)對比試件的準(zhǔn)備對比試件(或標(biāo)準(zhǔn)試件)作為調(diào)節(jié)儀器和判廢標(biāo)準(zhǔn)的工具,對試驗結(jié)果影響很大,制作時應(yīng)予以足夠

16、重視,如果標(biāo)準(zhǔn)作了明確規(guī)定,嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。(四)平衡電路的調(diào)節(jié)指在采用對比試件的無缺陷部位進行試驗時,對平衡回路的調(diào)節(jié),使對無缺陷部位檢測時,檢測線圈的輸出為零。(五)靈敏度的選擇 靈敏度的確定與檢測要求及使用的儀器有關(guān)。一般根據(jù)要求檢測的缺陷大小,調(diào)節(jié)與之相適應(yīng)的人工缺陷指示的大小在指示儀表滿刻度的50%60%的位置。(六)相位的確定指采用同步檢波進行相位分析的檢測儀中移相器的相位角。選擇方法有兩種:a把缺陷信號置于信噪比最大時的相位b選取能夠區(qū)分并檢測缺陷的種類和位置的相位角:這種選擇方法必須兼顧到缺陷的檢測效果和不同種類、不同位置缺陷的良好區(qū)分效果。(如在管子探傷時,內(nèi)、外表面裂紋位置

17、的區(qū)分)(七)濾波器和抑制器的設(shè)定2.4.3. 探傷檢測當(dāng)檢測的準(zhǔn)備工作就緒,檢測條件確定后,便可以對試件作正式檢驗,然后對試驗結(jié)果進行分析、處理。通常在下列兩種情況下要求進行再試驗:a懷疑缺陷信號是否確由缺陷產(chǎn)生;b在試驗條件發(fā)生了改變3. 渦流探傷儀靈敏度的標(biāo)定所謂的靈敏度即:儀器能夠檢查出最小缺陷的能力。這是渦流探傷儀綜合指標(biāo)中的重要一項。在渦流探傷中,不僅需要經(jīng)常校正儀器的性能,而且在購買新儀器時更需要了解和測定儀器的性能。在本章中主要介紹參考試件法進行渦流探傷儀靈敏度的標(biāo)定。渦流檢測法從某種意義上講,是屬于一種比較的方法。即通過比較找出差異來進行判斷。要比較就必須要有比較的依據(jù),渦流

18、檢測中的比較依據(jù)就是參考試件,所以參考試件在渦流檢測中是十分重要的。3.1. 渦流儀器檢測裝置渦流探傷儀的基本原理:信號發(fā)生器(振動器)產(chǎn)生交變電流供給檢測線圈,線圈產(chǎn)生交變磁場并在工件中感生渦流,渦流受到工件性能的影響并反過來使線圈阻抗發(fā)生變化,然后通過信號檢出電路檢出線圈阻抗的變化。檢測儀器的組成:圖3.13.1.1. 渦流傳感器渦流傳感器又稱為探頭。在渦流檢測中,工件的情況是通過渦流傳感器的變化反映出來的。只要對磁場變化敏感的元件(如霍爾元件、磁敏二極管等)都可以被用來作為渦流檢測的傳感器,目前用的最多的是檢測線圈。渦流傳感器的結(jié)構(gòu)總是由激勵繞組、檢測繞組及其支架和外殼組成,有些還有磁芯

19、、磁飽和器件等。渦流傳感器的功能主要有:a、激勵形成渦流的功能(在被檢工件中建立一個交變電磁場,產(chǎn)生渦流);b、拾取所需信號的功能(獲取工件質(zhì)量情況的信號并傳給儀器分析);c、抗干擾的功能(具有抑制各種不需要型號的能力);渦流傳感器的分類:按照比較方式不同,檢測線圈可分為絕對式線圈和差動式線圈,而差動式線圈又分自比式和他比式兩種。3.1.2. 渦流檢測儀器渦流檢測儀器是應(yīng)用渦流原理對裝備、工件、材料進行無損檢測的電子設(shè)備。下圖是渦流檢測儀的原理框架。圖中振蕩器、檢測線圈、信號檢出電路、放大器、顯示器及我顯示出的電源是幾乎所有渦流儀都具有的基本電路,而信號處理電路,即鑒別被檢測信號抑制干擾信號的

20、電路,則隨檢測目的的不同信號處理方式是不相同的。圖3.2渦流儀器的基本電路有:a、振蕩器:振蕩器是產(chǎn)生一個交變電流(通常是正弦電流),頻率一般為0.110khz,有固定頻率、分段可調(diào)或連續(xù)可調(diào)等方式。對于某些特殊應(yīng)用,可采取很高或很低的頻率,甚至使用脈沖電流激勵探頭線圈。b、電橋:交流電橋來測量線圈之間或者線圈和參考線圈之間的微小阻抗變化。c、移相器:檢測時儀器參數(shù)或工件因素的變化將引起阻抗變化,阻抗矢量沿著一定的相位變化。渦流檢測儀中是通過相敏檢波來實現(xiàn)的。需要有一個可供選擇的參考相位,通過移相器來實現(xiàn)的。將某一給定電壓矢量旋轉(zhuǎn)一個固定角度的裝置稱為移相器。d、相敏檢波器:選擇控制信號和干擾

21、信號相差90°進行檢波,就能在輸出信號中消除干擾信號而保留有用信號(因為有用信號和干擾信號之間存在相位差)。采用相敏檢波來消除干擾信號。e、幅度鑒別器:有用信號伴有被檢測信號同一數(shù)量級的雜波干擾信號。利用幅度鑒別器,即限幅器,建立一個鑒別電平,在此電平以下的噪聲信號都除掉了,提高了信噪比。既有利于缺陷信號的觀察和分析,也提高了檢測結(jié)果判斷的準(zhǔn)確性。f、提離效應(yīng)抑制電路:在使用放置式檢測線圈的渦流儀中,試件和線圈之間的間隙變化對檢測線圖阻抗產(chǎn)生的影響稱為提離效應(yīng)。提離效應(yīng)引起線圈阻抗的變化往往大于裂紋或電導(dǎo)率改變對線圈阻抗的影響,應(yīng)加以抑制。提離效應(yīng)的抑制方法有以下兩種:諧振電路法不平

22、衡電橋法g、相位放大器:信號的相位和幅度是渦流檢測中的兩要素。渦流信號相位角的大小與檢測頻率f的平方根的值成正比,即頻率越低,相位角越小,靈敏度也低。為了提高靈敏度,有必要對相位進行放大??梢圆捎脭?shù)字電路結(jié)合軟件的方法來實現(xiàn)。h、顯示器和記錄裝置: 指針式電表; 數(shù)字顯示器; 示波管顯示器(a橢圓顯示; b正弦波顯示; c矢量點顯示0;記錄裝置。3.1.3. 渦流檢測參考試件渦流檢測中,從渦流傳感器輸出端的電信號來看,渦流傳感器可分為參量式和變壓器式。無論哪種形式的傳感器,總離不開使用參考試件。3.1.4. 儀器參數(shù)的定義頻率KHz:(檢測靈敏度)常用材料的是用范圍:鋼管315KHz;不銹鋼6

23、30KHz;薄壁空調(diào)管1030KHz;冷凝器用黃銅管825KHz。探頭一檔:即探頭匹配。只要點擊它自動進行。增益dB:即探傷時所用的放大倍率。相位度:既波形與X軸之間的夾角。改變這一參數(shù)波形可以圍繞圓點旋轉(zhuǎn)。濾波-檔:探傷速度。1檔:530m/min;2檔:25120m/min;3檔:60280m/min;4檔:5280m/min電平-檔:既報警電平。幅值超過報警電平既報警。調(diào)節(jié)范圍120靜噪-檔:抑制底部噪聲的作用。數(shù)值越大抑制能力越強。調(diào)節(jié)范圍115掃描-檔:調(diào)節(jié)掃描線的移動速度。數(shù)值越大速度越快。調(diào)節(jié)范圍11283.2. 參考試件法測量靈敏度渦流檢測法從某種意義上講,是屬于一種比較的方法

24、。故通過對比試件進行探測靈敏度的標(biāo)定,即通過比較找出差異來進行判斷。要比較就必須要有比較的依據(jù),渦流檢測中的比較依據(jù)就是參考試件,所以參考試件在渦流檢測中是十分重要的。3.2.1. 探測靈敏度的定義及儀器綜合性能指標(biāo)探測靈敏度:儀器所能檢測出最小缺陷的能力;儀器綜合性能指標(biāo)有:探測靈敏度、分辨率、靈敏度余量的測定、邊緣效應(yīng)。本文所探討的是儀器探測靈敏度的指標(biāo)。3.2.2. 參考試件渦流檢測用的對比試件一般采用與被檢試件同樣牌號和狀態(tài)的材料,有同樣的加工方法制作。在用于探傷的對比試件上還加工有一定規(guī)格的人工缺陷(稱標(biāo)準(zhǔn)傷),有時也可以直接從試件中選取具有典型缺陷的試件作為對比試件。由于對比試件隨

25、著試驗?zāi)康募霸嚰牟馁|(zhì)、形狀大小等有所不同,種類也很多,這里也以穿過式線圈的管(棒)材探傷為例來介紹對比試件的用途和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。參考試件的用途:(1)用于標(biāo)定渦流檢測儀器。通常,在渦流檢測之前,都必須用參考試件來標(biāo)定儀器。根據(jù)試件上缺陷處所引起的電信號去調(diào)整儀器的檢測靈敏度、相位、零點、抑制等,以便正確選擇有關(guān)試驗參數(shù)。為了保證可靠性,還需定期用參考試件來檢驗儀器的工作狀態(tài)是否正常。(2)用作探傷試驗的驗收標(biāo)準(zhǔn)。渦流探傷是以規(guī)范所制定的參考件上人工缺陷來調(diào)節(jié)儀器的,并以該缺陷的信號為基準(zhǔn),判斷試件是否合格。(3)用于渦流檢驗設(shè)備的性能的檢查。主要測定儀器的探測靈敏度、分辨力、邊緣效應(yīng)(末端效應(yīng))

26、、線性度等儀器的性能指標(biāo)。試件的種類:可分為自然缺陷參考件和人工缺陷參考試件兩種類型。人工缺陷參考試件,指的是與被檢試件的材料、形狀、大小完全相同,加工有一定規(guī)格的人工缺陷的試件??梢杂脕砼c被檢試件上的缺陷作為比較和對照。由于缺陷的位置、形狀、方向、深度等都能人為控制,因此,檢測信號與缺陷的對應(yīng)關(guān)系比較容易掌握。此次靈敏度的標(biāo)定試件即為人工缺陷參考試件。參考試件的使用方法和注意事項:(1)需儀器預(yù)熱后才能使用參考試件,卻過程中要求定時用參考試件校核;(2)同類型的儀器檢測同類型的試件檢測時,需用參考試件一一標(biāo)定;(3)在試驗中途發(fā)現(xiàn)異常情況或誤動了儀器的旋鈕時,要求用參考試件進行重新標(biāo)定;3.

27、2.3. 標(biāo)定方法探測靈敏度的測定:以JC-011多通道渦流檢測儀為例。檢測精度:本方法的精度和參考試塊的制作精細(xì)及試塊上的人工槽的最小值有關(guān),還與探傷儀本身儀器質(zhì)量有關(guān),故本方法精度來說是很精密的。探測靈敏度即為儀器調(diào)節(jié)的頻率,故選定某一頻率后進行該頻率下的檢測,得出能檢測到的缺陷最小值。一、預(yù)先準(zhǔn)備:渦流探傷儀、人工缺陷參考試塊、計算機等。二、使用步驟:1)開啟計算機主機、顯示器及檢測儀電源,等待進入測試畫面;2)預(yù)熱5分鐘;3)調(diào)整各通道參數(shù)(閾值、頻率、增益、濾波、打標(biāo)、前沿、后沿);a.閾值,始角、終角、旋轉(zhuǎn)(在XY阻抗平面圖中調(diào)整):調(diào)整報警區(qū)域的位置及大小。b.頻率:指儀器的工作

28、頻率。c.增益:指放大檢測到的信號大小。160可選擇。d.濾波:07分八檔,根據(jù)被檢測體行進速度可調(diào)。e.打標(biāo):指檢測到缺陷信號至輸出打標(biāo)信號的延時時間。f.前沿:該參數(shù)為工件到達同步開關(guān)至檢測開始的時間。由檢測設(shè)備的具體運行參數(shù)通過實際調(diào)試選定。g.后沿:該參數(shù)為工件離開同步開關(guān)至檢測結(jié)束的時間。調(diào)整同b。4)選擇運行模式檢測狀態(tài)或調(diào)試狀態(tài)。單擊相應(yīng)按鈕,開始檢測;5)檢測完畢,再次單擊按鈕,按鈕彈起,停止檢測;6)單擊功能區(qū)退出鍵,退出檢測程序;7)退出Windows系統(tǒng),關(guān)閉計算機;8)關(guān)閉檢測儀電源。三、具體探測步驟:把探頭垂直的放在有同一寬度而不同深度的人工槽試塊上,標(biāo)定好儀器使探頭

29、在無人工槽部位的電表示值為零。再把探頭依次移到深度不同,寬度不同的人工槽上,此時顯示屏上記錄了人工缺陷的位置和響應(yīng)信號的幅度。保存下來。可以從這看到,響應(yīng)信號的幅度與缺陷的深度之間有著良好的對應(yīng)關(guān)系。所能探測出的最小缺陷處的數(shù)值即為該檢測條件下儀器所能探測的儀器的探測靈敏度。在此過程中,需注意在N/S>3的條件下。經(jīng)過人工槽時的讀數(shù)為N,離開后在無缺陷位置讀數(shù)為S,表示最大噪聲示值。增益的余量越大則該儀器的探測靈敏度越高,反之越低。 圖3.4 圖3.5 四、具體數(shù)值:在保存的信號圖中提取缺陷和幅度的對應(yīng)關(guān)系,繪制稱圖,所能探測出的最小缺陷處的數(shù)值即為該檢測條件下儀器所能探測的儀器的探測靈

30、敏度。五、分辨率的測定:把探頭放在專供測定分辨率的試塊上,標(biāo)定號儀器后,再把探頭分別放在兩條接近距離為n,m,h等人工槽上,同時注意觀察儀表示值是在哪一處能把兩缺陷明顯分開。如能把相距為n=2mm的兩條人工槽分開,則該儀器的分辨率很高;若只能把相距為m=5mm的兩條人工槽分開,則該儀器的分辨率很低。六、靈敏度余量的測定:儀器對標(biāo)準(zhǔn)傷調(diào)正好后,可從儀器面板上指示中讀出。一般用分貝值來表示。3.3. 對渦流探測儀靈敏度的影響因素及如何避免渦流探測儀中對靈敏度起影響的因素很多,但大都是其本身原理中參數(shù)的變化所引起的,我們只需正常操作即可避免。3.3.1. 檢測頻率渦流檢測的靈敏度在很大程度上依賴與檢

31、測頻率。通常,檢測頻率依據(jù)下列原因進行選擇。1)集膚深度和檢測靈敏度:由于趨膚效應(yīng),在導(dǎo)體中流動的高頻電流將趨膚導(dǎo)體表面。要對試件表面下某一深度進行檢測時,所選的頻率要低于某一值。但是降低檢測頻率會使線圈與試件之間的能量耦合效率降低,從而降低檢測靈敏度。2)檢測因素的阻抗特性:第一,選擇檢測因素產(chǎn)生最大阻抗變化時的頻率;下圖為不同深度的人工表面裂紋引起的阻抗變化與頻率比之間的關(guān)系曲線。由圖知,在頻率比為15附近阻抗變化最大,檢測靈敏度相對其他時也大。 圖3.6 第二,選擇檢測因素與其它干擾因素所引起的阻抗變化之間有最大相位差時的頻率,這種頻率選擇方法適應(yīng)不只有相位分析功能的檢測設(shè)備。這種設(shè)備可

32、以可以利用被檢信號與干擾信號之間在相位上的差異,通過相敏技術(shù)抑制信號干擾,取得較好的檢測效果。3.3.2. 線圈阻抗的影響一個理想線圈的阻抗應(yīng)該只有感抗部分,線圈的電阻應(yīng)該為零,但實際上,線圈是金屬導(dǎo)線繞制而成的,除了具有電感外,導(dǎo)線還有電阻,各匝線圈之間還有電容,所以一個線圈可以用一個由電阻、電感和電容串聯(lián)的電路表示,一般忽略線匝間的分布電容,而用電阻和電感的串聯(lián)電路表示,因而可用下式表示線圈的復(fù)阻抗:Z=R+jX=jwL由電磁感應(yīng)及渦流原理知:線圈工作時所產(chǎn)生的電磁場會對其探測靈敏度產(chǎn)生影響。影響阻抗的因素有:1)提離效應(yīng)的影響:在使用放置式檢測線圈的渦流儀中,試件和線圈之間的間隙變化對檢

33、測線圖阻抗產(chǎn)生的影響稱為提離效應(yīng)。提離效應(yīng)引起線圈阻抗的變化往往大于裂紋或電導(dǎo)率改變對線圈阻抗的影響,應(yīng)加以抑制。提離效應(yīng)的抑制方法有以下兩種:諧振電路法;不平衡電橋法。2)邊緣效應(yīng)的影響:當(dāng)檢測線圈移動到板狀試件的邊緣、凹坑、或減薄處時,渦流就會發(fā)生畸變,這樣的信號干擾很強,一般會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過所要檢測的信號,導(dǎo)致靈敏度嚴(yán)重失調(diào),因此,在渦流檢測中,利用一些電的或者機械的方法來消除邊緣效應(yīng)的干擾。3)工件電導(dǎo)率()的影響:當(dāng)被測物體(簡稱試件)的電導(dǎo)率發(fā)生變化,渦流的流動也相應(yīng)改變,渦流信號矢量點P在阻抗圖上的位置也產(chǎn)生移動。圖3.7影響電導(dǎo)率的因素 :.雜質(zhì)含量;.溫度;.冷熱加工;.合金成分;.應(yīng)力。3)磁導(dǎo)率()的影響:導(dǎo)率不變而磁導(dǎo)率變化時,同樣影響試樣中渦流的流動狀況,使阻抗平面圖中渦流信號矢量點P發(fā)生移動。圖3.84)試驗頻

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