FOERSTER涡流探伤仪检测能力研究

FOERSTER涡流探伤仪检测能力研究

摘要：涡流探伤仪是一种利用涡流原理检测金属表面缺陷的仪器，涡流探伤以交流电磁线圈在金属构件表面感应产生涡流的无损探伤技术。它适用于导电材料，包括铁磁性和非铁磁性金属材料构件的缺陷检测。由于涡流探伤，在检测时不要求线圈与构件紧密接触，也不用在线圈与构件间充满藕合剂，容易实现检验自动化。由德国FOERSTER公司设计的DS2000涡流检测仪以其卓越的性能广泛应用在棒材、管材领域，本文介绍的是FOERSTER涡流探伤仪检测铜管表面缺陷能力的知识。

关键词：涡流探伤仪点式探头纵向伤标准样管

Yin Jing-wen

(Vocational and Technical College, Xinxiang, Henan Xinxiang 453006)

Abstract: The eddy current flaw detectors using eddy current principle to detect metallic surface defects instrument, designed by Germany FOERSTER DS2000 eddy current detector, with its superior performance is widely used in the bar, pipe field,This article describes the knowledge of FOERSTER eddy current flaw detection ability of the copper tube in online defecting.。

Key words: Eddy current flaw detector Point probe longitudinal crack Standard sample tube

1探伤原理介绍

涡流探伤原理是用激磁线圈使导电构件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。按探测线圈的形状不同，可分为穿过式(用于线材、棒材和管材的检测)、探头式(用于构件表面的局部检测)和插入式(用于管孔的内部检测)三种。目前有实力的铜管企业用的比较多的是德国FOERSTER涡流检测探伤仪，该探伤仪采用穿过式+旋转式三通道检测。

1.1穿过式探伤仪检测原理如图1所示：

图1穿过式探伤仪原理示意图

L1为激励线圈，采用高频振荡电流，产生振荡磁场，振荡磁场使金属试样产生涡流。涡流的作用是产生反磁场，使L2产生电流，L2是由正向绕阻和反向绕阻组成的线圈，如果材料比较均匀，正反绕阻产生的电流互相抵消。如果材料上有缺陷，先检测到的绕阻与其反绕阻就存在电势差，在L2上，就会有电压显示。如果材料上有一纵向长缺陷，缺陷的变化均匀，大小一致，那么，L2绕阻上电势差就会较小或没有电势差，所以难以检测到纵向长缺陷。穿过式线圈只能够检测到裂纹、夹渣、气孔、凹坑、碰扁等点状缺陷或横向缺陷，能够较好控制产品的泄漏，代替水压试验检漏。但对于纵向长缺陷则难以发现，所以在用户使用中有可能出现扩口裂、胀管裂等现象。

1.2 旋转式检测原理如图2所示：

图2旋转式探伤仪原理示意图

如图所示，L1为激励线圈，L2为测量线圈。旋转头的点式探头，制作成一个点状，围绕材料做高速旋转，其测量线圈的制作原理与穿过式一样，也是自比差动式线圈。当探头在高速旋转时，两个测量线圈的位置一前一后。当材料上有缺陷时，前面的线圈首先检测到缺陷，线圈L2就有电势差，能清晰的检测到缺陷。如上图所示。但是目前旋转头的转速最高只有18000转/分，安装双通道的探伤仪，探头轨道宽度为5mm，两个探头的宽度10mm，所以要达到100%探伤材料的运行速度最高不能超过180m/min。但是目前大多数公司现有的精整机的运行速度为350m/min~400 m/min，没有一台机器的速度小于300 m/min。所以旋转头在高速运行探伤时，探头扫描的覆盖率只有43%左右，对长度低于10 mm的缺陷，会产生明显的漏检。另外一个因素是旋转头的检测灵敏度如果提的太高，会检测出较多的不影响使用缺陷，引起伤点过多使产品报废。为防止发现缺陷的数量太多，增加了一个短缺陷抑制功能，不达到一定长度的缺陷不产生报警。所以单独的旋转头探伤方法只能控制一定长度以上的长条形缺陷，对于横向缺陷和短缺陷不能检测出来。为了克服旋转式探伤的缺点和穿过式探伤方法的不足，大多数公司引进了穿过式+旋转式涡流探伤方法。

2目前实际检测能力

在实际生产中，经过取样缺陷统计分析表明FOERSTER探伤仪穿过式通道对夹杂、小坑、扁管有比较高的检测灵敏度，检测效果很好。

旋转式通道对具有一定宽度和一定深度的锯齿伤也有较好的检测效果。表1是在实际生产中我们对锯齿伤进行的金相分析，从该表中可以看出，检测锯齿伤不能单一的来看锯齿伤的深度，同时还要有一定测试样品时间测试宽度（mm）测试深度(mm) 探伤仪是否能检出

1 2010-1-1

2 0.05 0.08 否（旋转无明显信号）

2 2010-5-19 0.2028 0.0442 否（达到25%报警电平）

3 2010-5-19 0.1371 0.0437 否（达到25%报警电平）

4 2010-6-12 0.3089 0.0580 是

5 2010-6-12 0.2921 0.0452 是

6 2010-6-12 0.2500 0.040

7 是

7 2010-6-23 0.1619 0.0435 否（达到40%报警电平）

8 2010-6-23 0.1107 0.0625 否（达到40%报警电平）

9 2010-6-28 0.2425 0.0633 是

10 2010-6-28 0.1984 0.0592 是

表1样品金相分析

的宽度。否则，即使是有的深度高达0.08MM，但宽度只有0.05MM,结果探伤仪检测曲线仍然是无明显信号；而有的深度只有0.04MM，但是宽度达到0.25MM，旋转头仍能有效的检测出来。从目前的探伤灵敏度和对探伤仪的了解来看，深度0.06MM以上，同时宽度0.2MM以上的锯齿伤我们比较有把握探出来，在这个数值以下的，大部分有缺陷信号显示，只有少部分无明显信号。

3目前检测的难点

现在所使用的旋转校准人工伤，也可称作标准样管，一般用微型锯制作，现在精度高的用电火花刻伤机制作。现场我们用的校准人工伤是20mm(长)*0.1mm（宽）*0.06mm(深)的刻槽，对于我们的校准人工伤，探