渦流檢測
關注創建者：xiaowei168 創建時間：2016-12-28
渦流檢測的視頻教程
電磁檢測與仿真系列課-03-Comsol脈沖電渦流傳感器檢測仿真
脈沖電渦流傳感器原理學習 2. 電渦流參數化建模 3. 2D\3D仿真設置 4. 網格的剖分與時間子部設置 5. 參數化掃描設置 6. 感應線圈信號提取 7. 后處理磁場云圖結果的提取及分析
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電磁檢測原理與有限元仿真應用—以霍爾與渦流為例
電磁檢測原理與有限元仿真應用—以霍爾與渦流為例 直播時間：4月23日 19:30 課時章節：第1節課（共1節） 適用人群：電磁檢測研發工程師、教學科研教師學生、仿真工程師 課程背景+大綱 以霍尼韋爾、Melexis、TI公司技術資料為參考，結合Maxwell與Comsol軟件學習如何結合有限元實現霍爾與電渦流的位置、位移以及其它物理量的檢測測量
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電磁檢測與仿真系列課-04-Ansys Maxwell電渦流傳感器原理與仿真
電渦流傳感器原理學習 2. 電渦流參數化建模 3. 不同被測金屬材料仿真設置 4. 趨膚深度網格的剖分 5. 參數化掃描設置 6. 電阻、電感、感抗的提取 7. 后處理磁場云圖結果的提取及分析
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渦流檢測的實例教程
無損檢測方法：渦流檢測技術
利用電磁感應原理，通過檢測被檢測工件內感生渦流的變化來無損地評定導電材料及其工件的某些性能，或發現缺陷的無損檢測方法稱為無損檢測。在工業生產中，渦流檢測是控制各種金屬材料及少數非金屬（如石墨、碳纖維復合材料等）及其產品品質的主要手段之一。與其他無損檢測方法比較，渦流檢測更容易實現自動化，特別是對管，棒和線材等型材有著很高的檢測效果。
渦流檢測
渦流是將導體放入變化的磁場中時，由于在變化的磁場周圍存在著渦旋的感生電場，感生電場作用在導體內的自由電荷上，使電荷運動，形成渦流。
渦流檢測Eddy current Testing（縮寫 ET）。已知法拉第電磁感應定律，在檢測線圈上接通交流電，產生垂直于工件的交變磁場。檢測線圈靠近被檢工件時，該工件表面感應出渦流同時產生與原磁場方向相反的磁場，部分抵消原磁場，導致檢測線圈電阻和電感變化。若金屬工件存在缺陷，將改變渦流場的強度及分布，使線圈阻抗發生變化，檢測該變化可判斷有無缺陷。
隨著微電子學和計算機技術的發展及各種信號處理技術的采用，渦流檢測換能器、渦流檢測信號處理技術及渦流檢測儀器等方面出現長足發展。
渦流檢測的特點
一、優點
1、檢測時，線圈不需要接觸工件，也無需耦合介質，所以檢測速度快。
2、對工件表面或近表面的缺陷，有很高的檢出靈敏度，且在一定的范圍內具有良好的線性指示，可用作質量管理與控制。
3、可在高溫狀態、工件的狹窄區域、深孔壁（包括管壁）進行檢測。
4、能測量金屬覆蓋層或非金屬涂層的厚度。
5、可檢驗能感生渦流的非金屬材料，如石墨等。
6、檢測信號為電信號，可進行數字化處理，便于存儲、再現及進行數據比較和處理。
展開 摘要:
本文介紹了最新的鈦合金薄板的無損檢測方法。制作了鈦合金人工缺陷試板(薄板)，通過工藝試驗研究了渦流陣列檢測的技術特點，并使用滲透檢測方法對含有自然缺陷的成型鈦板進行了對比驗證試驗。
1 引言
生產中一般認為厚度小于6 mm的鈦合金板材為薄板，其通常采用冷軋或熱軋工藝制造而成。鈦合金薄板被大量用于艦船結構件的制造中，其質量要求高，不允許存在裂紋、起皮、氧化皮、壓折、分層等缺陷。
對其缺陷目前常采用目視法和滲透法檢測，但這兩種方法在應用中均存在弊端。目視檢測容易受操作人員經驗影響，難以發現微小缺陷；
而滲透檢測過程繁瑣，不利于環保，且二者均屬于表面缺陷檢測方法，無法檢測內部缺陷，極易留下安全隱患，如板材在卷制、壓制、焊接成型時出現表面開裂、甚至斷裂等問題。
渦流檢測適用于鈦及鈦合金材料，能夠檢測表面及近表面缺陷，傳統的軸繞式線圈能夠快速檢測小直徑薄壁管材，但檢測大面積或復雜形狀構件較為困難。
隨著傳感器技術與計算機技術的發展，最大集成線圈數量超過100個的渦流陣列技術開始取代傳統渦流檢測方法，在換熱器、汽輪機檢測領域發揮出獨特的優勢，檢測效率提升了數十倍。所以本文介紹最新的渦流陣列檢測，希望讀者有所收獲。
2 渦流陣列檢測原理
渦流陣列（Eddy Current Array，ECA）檢測技術實際上并非是簡單的由單通道向多通道的升級，而是在多種激勵-接收形式的基礎上結合數據融合技術與成像技術實現結果可視化的新型檢測技術。
展開 按照不同特征，可將渦流檢測分為多種不同的方法：
（1）按檢測線圈的形式分類：
a）外穿式：將被檢試樣放在線圈內進行檢測，適用于管、棒、線材的外壁缺陷。
b）內穿式：放在管子內部進行檢測，專門用來檢查厚壁管子內壁或鉆孔內壁的缺陷。
c）探頭式：放置在試樣表面進行檢測，不僅適用于形狀簡單的板材、棒材及大直徑管材的表面掃查檢測，也適用于形狀福州的機械零件的檢測。
（2）按檢測線圈的結構分類：
a）絕對方式：線圈由一只線圈組成。
b）差動方式：由兩只反相連接的線圈組成。
c）自比較方式：多個線圈繞在一個骨架上。
d）標準比較方式：繞在兩個骨架上，其中一個線圈中放入已經樣品，另一個用來進行實際檢測。
（3）按檢測線圈的電氣連接分類：
a）自感方式：檢測線圈使用一個繞組，既起激勵作用又起檢測作用。
b）互感方式：激勵繞組和檢測繞組分開。
c）參數型式：線圈本身是電路的一個組成部分。
渦流檢測原理
渦流檢測，本質上是利用電磁感應原理。
無論什么原因，只要穿過閉合回路所包圍曲面的磁通量發生變化，回路中就會有電流產生，這種由于回路磁通量變化而激發電流的現象叫做電磁感應現象，回路中所產生的電流叫做感應電流。
電路中含有兩個相互耦合的線圈，若在原邊線圈通以交流電，在電磁感應的作用下，在副邊線圈中產生感應電流；反過來，感應電流又會影響原邊線圈中的電流和電壓的關系。如下圖所示：
渦流檢測的基本工作原理：
當載有交變電流的試驗線圈靠近導體工件時，由于線圈產生的交變磁場會使導體感生出電流（即渦流）。渦流的大小、相位及流動形式受到工件性質（電導率、磁導率、形狀、尺寸）及有無缺陷的影響產生變化，反作用于磁場使線圈的電壓和阻抗發生變化。
因此通過儀器測出試驗線圈電壓或阻抗的變化，就可以判斷被檢工件的性質、狀態及有無缺陷。
展開 因此，為了保障成套生產裝置的安全、平穩運行，最主要的手段是加強換熱器管束腐蝕的監測和檢測。據了解在換熱器管束腐蝕檢測應用中常用的檢測技術有渦流檢測、磁致伸縮低頻導波檢測和內旋轉超聲檢測等技術。
渦流檢測技術是換熱器管束腐蝕檢測最常用的檢測技術。渦流檢測技術一般采用內穿過式差分探頭或/和絕對式探頭進行檢測，渦流檢測是利用比較法，需要制作一根與被檢管子相同(同規格、同材料、同批號等)的樣管，將檢測信號與樣管的人工缺陷進行比較才能得出實際缺陷的大致情況，而且很難判斷缺陷的種類和形狀。該技術由于受管子的電導率、磁導率及管子狀況等因素的影響，很難準確的獲得整個管束腐蝕缺陷的信號，故渦流檢測技術在指導換熱器管束是否應當堵管上并不理想。
磁致伸縮低頻導波技術應用在換熱器管束腐蝕檢測中是最近幾年發展起來的，主要用于檢測管束金屬腐蝕損失的一種無損檢測方法。其原理是以鐵磁性材料的磁致伸縮效應及其逆效應為基礎的檢測技術，利用低頻超聲導波沿著換熱器管束的截面內進行傳播遇到的結構特征信號或腐蝕信號反射回探頭進行經過處理后顯示出來，簡單分析后即可快速地評估管束的腐蝕情況。與內旋轉超聲檢測技術相比，雖然具有檢測過程簡單，方便快捷，不需要耦合劑等優點；但是其只能檢測鐵磁性材料，只能給出金屬腐蝕損失占管束截面的損失率，不能準確地判斷腐蝕的形狀和大小，因而在換熱器管束腐蝕檢測應用上受到限制。
內旋轉超聲檢測技術是目前換熱器管束腐蝕檢測中應用最廣、最為有效的一種檢測技術。在重點介紹內旋轉超聲檢測技術的原理及檢測過程的基礎上，分析了影響該檢測技術在換熱器管束腐蝕檢測應用中的主要原因，并提出了相應的改進建議。
展開 紅外熱成像儀便于攜帶、操作簡單、檢測效率高，且不受檢測距離的限制，避免了高處保溫層結構檢測耗時耗力的缺點，檢測范圍較廣，可實現對設備和管道的大面積掃查，有效避免局部疏漏。紅外熱成像法屬于間接檢測，通過發現保溫層結構的溫度異常點，拆除保溫結構，并結合目視檢查進一步確定腐蝕狀況。紅外熱成像法不適合用于埋地保溫層結構的檢測。
04
脈沖渦流檢測技術
脈沖渦流檢測原理：對被測物體施加一個具有一定占空比的脈沖方波信號，當迅速切斷方波信號時，被測物體周圍的磁場會迅速衰減，被測物體在衰減的磁場中感應出脈沖渦流，脈沖渦流進而產生二次磁場，此時切斷激勵電流產生的一次磁場為零，如果被測物體表面有缺陷，就會反映出二次磁場的變化，通過檢測線圈將二次磁場的變化轉換為電壓信號，可以判斷出被測物體表面的缺陷狀況。
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X射線成像技術
X射線成像技術的原理：利用X射線對不同材料的穿透能力不同(對保溫材料穿透能力強、對金屬材料穿透能力弱)，通過激發的X射線將管道及其保溫層結構進行投影成像，獲得保溫層滲水和管道表面腐蝕情況等直觀圖像信息，達到CUI無損檢測的目的。
X射線成像技術在不拆除保溫層結構的情況下，可以快速、真實、直觀地反映設備或管道表面的腐蝕以及保溫層結構的滲水情況，是一種直觀、高效的無損檢測技術。但是，由于X射線穿透能力較強，該方法僅能針對小范圍區域進行檢測，不適用于大面積的篩查。并且X射線對人體有一定的輻射傷害，操作人員應當進行適當的防護。
展開 
渦流檢測的最新內容
D.渦流法采用新型脈沖頻率響應技術，將電磁波加于試樣上使之熱振動，再用渦流探頭檢測試樣的響應特性，經計算分析得到一個損耗因子，它與粘接缺陷和粘接強度有較好的相關性。
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
常用的工業無損檢測方式有雷射檢測、X射線檢測、電渦流式檢測、超聲波檢測、太赫茲檢測技術等等。以上原理均相似，利用光、電、聲、磁等物理方式接觸或穿透檢測塑件，并回收特定信號進行解析，得到我們需要的數據，如尺寸、密度、均勻性、內部結構或缺陷等。盡管目前無損檢測方法很多，但一般還不能做到在已知化學組成、制造過程及環境和載荷條件下準確預測出符合材料的剩余使用壽命。
[2] 高勇，井德強，寇彥飛.渦流檢測在電梯鋼絲繩斷絲檢測中的應用[J].中國電梯，2020,31(19):10-12.
[3] 謝菲，孫燕華，姜宵園，等.礦井提升鋼絲繩在線漏磁無損檢測裝置[J].無損探傷，2019,43(1):34-36.
[4] 吳澎，花虎躍.鋼絲繩無損檢測中存在問題的探討[J].無損檢測，2017,39(6):65-68.
交流電磁檢測（Alternating Current Field Measurement，ACFM）技術結合了交流電位降（ACPD）和渦流檢測（ET）兩種方法。檢測原理為均勻交變磁場在被測工件表面產生均勻的感應電流，當工件表面存有缺陷時，由于工件與空氣電導率不同，感應電流繞過缺陷并在端面處產生聚集，缺陷周圍磁場產生二次畸變。根據二次磁場畸變信號即可對工件表面的缺陷定性和定量分析，實現快速掃查。
在裝置檢修時，應采用內窺鏡檢測、滲透檢測、渦流檢測等方式對高壓換熱器反應流出物側的管板和管束內部進行重點檢測，確保腐蝕缺陷能及時被發現并得到有效控制。
鑄造檢測技術
無損檢測技術的應用越來越廣，對重要件時常采用熒光磁粉檢測表面裂紋；采用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件檢測的要求，有的將上述三項檢測儀器組合成一條自動檢測線。
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脈沖渦流檢測技術
脈沖渦流檢測原理：對被測物體施加一個具有一定占空比的脈沖方波信號，當迅速切斷方波信號時，被測物體周圍的磁場會迅速衰減，被測物體在衰減的磁場中感應出脈沖渦流，脈沖渦流進而產生二次磁場，此時切斷激勵電流產生的一次磁場為零，如果被測物體表面有缺陷，就會反映出二次磁場的變化，通過檢測線圈將二次磁場的變化轉換為電壓信號
據了解在換熱器管束腐蝕檢測應用中常用的檢測技術有渦流檢測、磁致伸縮低頻導波檢測和內旋轉超聲檢測等技術。
渦流檢測技術是換熱器管束腐蝕檢測最常用的檢測技術。
鑄造檢測技術
無損檢測技術的應用越來越廣，對重要件時常采用熒光磁粉檢測表面裂紋；采用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件檢測的要求，有的將上述三項檢測儀器組合成一條自動檢測線。
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在裝置檢修時，應采用內窺鏡檢測、滲透檢測、渦流檢測等方式對高壓換熱器反應流出物側的管板和管束內部進行重點檢測，確保腐蝕缺陷能及時被發現并得到有效控制。
