銅管渦流探傷
銅管渦流探傷
無氧銅管、精煉銅管和銅合金管,材料中含銅量占較大比例的管子,統(tǒng)稱為銅管,它們具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能。所以,發(fā)電廠里的各種零部件、化工設(shè)備中的熱交換器配管,以及空調(diào)裝置中的冷卻管道等,往往采用這種類型的銅管。
(1)探傷方法及裝置
銅和銅合金管的渦流檢測方法,按使用的探頭形式分類,有穿過式線圈法、旋轉(zhuǎn)式點探頭法、內(nèi)插式線圈法三種。
由于銅和銅合金管的生產(chǎn)速度較高(有100米/分以上),所以特別適合于穿過式方法的渦流檢查。除了可做成品階段的探傷外,因為生產(chǎn)過程中管的尺寸變化、材質(zhì)溫度變化等對探傷的影響都很小,所以也很容易在中間品階段進(jìn)行探傷檢查。中間品階段的探傷一般是放在熱處理之后定尺切斷之前進(jìn)行。銅及銅合金的穿過式探傷一般使用自比式線圈,這種線圈對沿管線方向分布的長條狀缺陷的檢出靈敏度較低。
穿過式的探傷裝置包括:渦流探頭,渦流探傷儀,打標(biāo)裝置,報警,好壞管的分料機構(gòu)。如果是離開生產(chǎn)作業(yè)線的探傷,還應(yīng)包括傳送裝置和上下料機構(gòu)等。
(2)對比試樣
銅及銅合金管渦流探傷使用的標(biāo)準(zhǔn)樣管的人工缺陷通常采用所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。穿過式探傷使用的人工缺陷大都是通孔或半通孔。
對于一般的穿過式渦流探傷,需要確定的檢測參數(shù)有探傷速度、填充系數(shù)、探傷頻率、放大器增益、檢波相位、濾波頻帶、報警電平等。對于銅及銅合金管的渦流探傷,由于它們的材質(zhì)特性和較高的探傷速度,所以在上述諸條件中,探傷頻率和填充系數(shù)的選定尤為重要。
① 探傷頻率的選擇
探傷頻率與檢出缺陷靈敏度關(guān)系較大,在選擇探傷頻率的時候,除了要考慮所需檢出缺陷的位置(內(nèi)壁或外壁)、形狀和大小,還要兼顧考慮檢測線圈的長度、探傷速度等因素。
經(jīng)驗告訴我們,對于銅和銅合金管的探傷,在采用穿過式線圈時,探傷頻率一般選擇在1~100kHz范圍。
在使用穿過式方法進(jìn)行探傷時,對于不同直徑和壁厚的銅和銅合金管,探傷頻率的選擇亦不一樣。一般來說,管徑越大,壁厚越厚,使用的頻率越低,反之則越高。表1推薦了一些不同直徑和壁厚銅管使用的探傷頻率,供參考。
注:以上介紹的直徑、壁厚與頻率關(guān)系適用于在線探傷,而對役探傷的探傷頻率則要高幾倍才有較好的相位分離角。
②填充系數(shù)的選擇
一般來說,填充系數(shù)η越大,探傷靈敏度越高,但擦傷管子表面的可能性也越大。故填充系數(shù)η的選擇,要綜合考慮探傷靈敏度、探傷速度、管子的直徑大小和管子的彎曲度等各種因素。對于銅和銅合金管,由于探傷速度較高,一般標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定η達(dá)到60%就夠了。表2給出了不同口徑的銅及銅合金管選擇填充率的參考值。
(4)影響因素
通常影響渦流探傷結(jié)果的因素很多,材質(zhì)變化、工件和檢測線圈的尺寸、缺陷的形狀及所處位置、探傷條件等等,都影響著對探傷結(jié)果的正確評價。在銅及銅合金管的渦流探傷中,大多以穿過式線圈方法為主,現(xiàn)就各種影響因素簡述如下:
① 缺陷:包括缺陷的、長度和寬度、缺陷所處的位置(內(nèi)表面、外表面)、缺陷的種類(孔、槽)等。
② 材質(zhì):銅及銅合金管的材質(zhì)對渦流探傷的影響主要體現(xiàn)在電導(dǎo)率方面,同一合金成分的材質(zhì)中,偏析、殘留應(yīng)力等都會引起電導(dǎo)率的差異。
③ 管的尺寸和填充系數(shù):管徑變化直接影響填充率的大小。
④ 管壁厚度:銅管壁厚變化時引起的噪聲信號。
⑤ 管與檢測線圈相對位置:當(dāng)銅管在穿過式線圈內(nèi)部通過時難免有振動發(fā)生,這種振動會使管子與線圈之間的相對位置發(fā)生變化。
⑥ 速度波動:銅及銅合金管的渦流探傷以每分鐘100米或更高的速度進(jìn)行。當(dāng)管子運動速度發(fā)生變化時也影響著缺陷的指示。舉例來說,傳送速度在120m/min的情況下,速度的波動應(yīng)不大于±10%。