渦流檢測技術(shù)在承壓特種設備檢驗中的應用探析

欒 波

沈陽特種設備檢測研究院，遼寧沈陽 110035

渦流檢測技術(shù)是基于電磁感應原理的一項無損檢測技術(shù)。在探頭的線圈中通入交流電，然后靠近被測試件，由于磁場作用，被測試件會感應出渦流。試件的幾何缺陷、電磁異常等客觀條件都會影響渦流的變化，而它的變化又會反作用于線圈，改變阻抗和感生電壓。測定變化值，就可以檢測出試件的缺陷所在。但是，由于客觀因素的限制，此項技術(shù)還無法普遍適用于承壓特種設備的檢測。如果能夠從技術(shù)方面改善渦流檢測技術(shù)，并應用于承壓特種設備的檢驗中，將會為此提供更為精確的技術(shù)保障。

1 渦流檢測的優(yōu)缺點

1.1 渦流檢測的優(yōu)點

1）由于線圈與被測試的工件沒有必要觸碰，因此檢驗速度很快，可以進行自動化測試，尤其適用于在線普檢；

2）進行檢測的儀器靈敏度很高，并且可以進行線性指示；

3）影響檢測結(jié)果的因素很多，為了得出某一個因素的影響，可以通過控制變量法，抑制大多數(shù)因素只改變其中一個因素；

4）不僅溫度對渦流檢測沒有影響，而且檢測探頭還可以伸入到遠處工作；

5）因為檢測結(jié)果采用的是電信號顯示，所以可以對此進行數(shù)據(jù)分析；

1.2 渦流檢測的缺點

1）因為只有可以導電的工件才可以使用渦流探測，所以只能探測金屬，而由于此技術(shù)是基于電磁感應實現(xiàn)的，因此無法探測材料內(nèi)部的缺陷；

2）渦流滲透的深度由頻率的大小決定，檢測的頻率增大時渦流的密度也變大，檢測的頻率越低，渦流滲透得越深，但表面渦流密度會下降，因此檢測的深度與表面檢測靈敏度成反比。當對一種材料進行渦流檢測時，應全方面考慮多種因素，然后選擇使用哪種無損檢測方案；

3）使用穿過式線圈工作時，由于線圈感應到的是材料上的一部分圓環(huán)區(qū)域，所以檢測到的結(jié)果是一定面積的綜合效果，導致很難確定缺陷的所在點；

4）通過旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷技術(shù)檢測得到的區(qū)域面積狹窄細小，且需要進行全面掃查，檢驗速度較慢。

2 渦流檢測技術(shù)的分類

根據(jù)被測工件的外形和檢驗目的的特點，一般情況分為三種線圈：穿過式線圈、探頭式線圈以及插入式線圈。

1）穿過式線圈用于檢測管狀、棒狀以及線狀材料，線圈的內(nèi)徑略大于被檢物件，將被檢物體以一定的速度從線圈內(nèi)通過，根據(jù)產(chǎn)生的信號可以發(fā)現(xiàn)裂紋、雜質(zhì)等缺陷；

2）探頭式線圈適用于局部區(qū)域的探測。將線圈放在可以安置的部位，比如板狀、管狀部分，這種技術(shù)可以檢測出機器發(fā)動機葉片上的缺陷等。為了提高渦流檢測的靈敏程度，經(jīng)常在線圈中安裝磁芯；

3）插入式線圈往往置于被測工件的管狀或者孔狀部位進行工件內(nèi)部的探測，可以進行對大部分管道內(nèi)部缺陷的檢測。

3 渦流檢測技術(shù)在承壓特種設備檢驗中的實際情況

渦流檢測技術(shù)得出的結(jié)果與材料的電導率息息相關(guān)，而電導率受壓力因素影響，所以在對承壓特種設備進行檢驗時，渦流檢測容易出現(xiàn)誤差。但是渦流檢測技術(shù)作為一種廣泛應用的無損檢測方法，不僅可以檢測出材料表面的缺陷，還可以發(fā)現(xiàn)油漆層下的缺陷，因此在檢測承壓特種設備中仍然在以下三個方面起著重要作用。

3.1 應用于冷凝器換熱管以及鍋爐水冷壁管檢測

用于管狀材料的渦流技術(shù)標準有很多，比如《鋼管渦流探傷探測方法》、《銅及銅合金無縫管渦流探傷方法》等等。而且渦流檢測技術(shù)在檢測管狀材料的應用已經(jīng)非常成熟，可靠性很高。由于管狀工件受結(jié)構(gòu)限制，無法使用其他方法進行無損檢測，而渦流檢測工藝使管狀工件的檢測有了。在對冷凝器換熱管以及鍋爐水冷壁管檢測時，使用渦流探傷工藝，可以及時找到安全隱患，防患于未然。

檢測冷凝器換熱管的時候需要以下儀器：渦流檢測儀、電腦、多通道遠場檢測探頭；檢測鍋爐水冷壁管時，還可以使用手持外置式探頭，配合自動爬行器使用，提高檢測速度。

3.2 用于檢測奧氏體不銹鋼的焊縫

奧氏體不銹鋼具有無磁性和晶粒粗大的特性，因此渦流檢測技術(shù)是最合適的檢測方法，但是在實際工作中，對奧氏體不銹鋼焊縫的檢測以表面滲透檢測為主，效率不高，最大的檢測深度只有6mm，而且國內(nèi)使用于焊縫渦流檢測的標準也只有一個：《基于復平面分析的焊縫渦流檢測》。此外，渦流檢測對焊縫表面質(zhì)量要求比較高，很多要素的變化都會影響檢測結(jié)果，比如焊縫的寬度和高度。需要用到以下儀器：渦流檢測儀、電腦以及檢測焊縫的專用探頭。如果焊接質(zhì)量好，焊縫外形整齊，渦流檢測技術(shù)對于承壓特種設備的奧氏體不銹鋼焊縫非常適用。隨著渦流檢測技術(shù)的逐漸成熟，以及焊接技術(shù)水平的提高，檢測靈敏度將得到很大提升。

3.3 用于工業(yè)管道定期檢驗

因為停機時間不定以及檢測費用昂貴，檢測工業(yè)管道時經(jīng)常拆除部分區(qū)域，這樣可以一次檢測到多個部位，并可以檢測到內(nèi)部的微觀缺陷，檢測效率很高。此外，管道直徑多樣，需要配備尺寸不同的探頭，并需要匹配的對比式樣，這樣就提高了成本。檢測管道直徑比較大的管道時，可以采用管線外爬探頭，且多種探頭的設計方便檢測不同尺寸的管道。但是渦流檢測技術(shù)用于工業(yè)管道檢驗時，效果不如另外四種常規(guī)無損檢測方法，所以最好結(jié)合其他方法一起檢測。因此，將渦流檢測技術(shù)用于工業(yè)管道的定期檢測值得鼓勵。隨著渦流檢測技術(shù)的進步，探頭性能的改善，將更好地應用于工業(yè)管道的檢測。

4 結(jié)論

在我國，渦流檢測技術(shù)已經(jīng)使用了將近20 年，技術(shù)也已經(jīng)相當成熟了，但是應用于承壓特種設備的檢測仍處于初級階段，對缺陷還無法進行定性定量的分析，可靠性和準確性還無法得到保證。如果對渦流檢測技術(shù)進行改進，使用設備進行改良，再結(jié)合渦流檢測本身的優(yōu)點，將會使承壓特種設備的檢驗過程更加方便。

隨著科學技術(shù)的進步，現(xiàn)在面臨的困難一定可以被克服，渦流檢測技術(shù)將會發(fā)展得更加科學更加精確，使得承壓特種設備的檢測更加可行，最終為設備的安全運行提供了保證。

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[3]張金明.鍋爐特種設備的檢修方法分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010(10):126.