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电磁超声波技术钢管无损检测中的应用

马军成  发表于 2008/3/12 14:38:31      1987 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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摘要:    
   
电磁超声波技术钢管探伤中的应用电磁超声波技术自上世纪60年代末诞生以来,经过长足的发展已经日趋成熟。特别是其不需要耦合传声介质和适应粗糙表面探伤要求的特点,使其在热扩无缝钢管探伤和焊缝钢管探伤方面具有得天独厚的优势。
电磁超声波的激发机理:
   
在铁磁金属中,电磁超声波的激发有三种机理:罗伦兹力、磁致伸缩力、电磁力,通常认为前二种力占主导作用。
   1.
罗伦兹力机理:
   
假设在金属上放置一载有高频电流的导线,高频电流将在金属表面的趋肤深度内感应出同频率方向相反的涡流。在外磁场下,金属中的电子将在罗伦兹力的作用下,传递结晶点阵而产生振动。如将多个载有同相电流的导线紧密而平行排布在金属表面上,在外磁场下会产生声波,如在多个导线上加载周期性变化方向的电流,金属表面将产生周期性扰动力,在满足一定的激发条件时,则会产生表面波、SH波和Lamb波。这是电磁超声波的一个主要特点,使其可以在不变更换能器的情况下,实现波模的自由转换。     
   2.
磁致伸缩力机理
  铁磁性材料置于磁场中,会产生形变,这一现象称为磁致伸缩效应。磁致伸缩效应可分为线磁致伸缩和体磁致伸缩。如外加磁场为高频磁场,而在频率满足一定条件时,磁致伸缩效应就会在铁磁材料中激发出超声波。
   
电磁超声波的产生是由罗伦兹力、线磁致伸缩和体磁致伸缩机理综合作用的产物,究竟哪一种机理为主,是由频率、外磁场强度、材料特性及温度等决定的。
电磁超声波探伤系统 
   
电磁超声波探伤系统的结构组成
            
电磁超声波探伤系统一般由传送辊道,上料台架,下料台架,前、中、后压辊,横向探伤主机,纵向探伤主机,电气控制柜,操作台,横向仪器柜,纵向仪器柜等部分组成。
探伤过程简述
     
钢管经球型辊道,依次直线进入探伤区域,由于球型辊道以一定角度旋转,使钢管由直线前进变为螺旋前进,先后进入纵向探伤主机和横向探伤主机,两组纵向探头和两组横向探头依次同时落下,对钢管表面纵向和横向螺旋扫查,计算机系统以动画形式显示钢管及探头的运行状态,并将探伤结果记录和存储下来,扫查完毕后探头依次抬起,钢管旋转运行出探伤区域后,合格钢管下料/判废钢管分选。
探伤条件
电磁超声波探伤仪器
使用营口北方检测设备有限公司的EMA—Ⅲ型二通道电磁超声波探伤仪器2台(纵向检测、横向检测各一台),具有A型脉冲显示,声光报警,增益、阀门设置、零位调校,均可独立调整,每个通道均可独立完成探伤任务探伤检测结果
     
实际探伤时,依据对比试样调整设备同心和设置探伤报警门限,后对钢管进行探伤。缺陷波高达到或超过门限,判为探伤不合格,钢管分选。在实际对数千吨热扩无缝钢管进行探伤后,从探伤结果看,检测结果准确,为热扩管产品质量把关提供了可靠的保证。特别是对一些肉眼不易发现的小缺陷,只要其深度当量值达到报警门限,没有出现漏检。下面是我们进行实际探伤中检测出的几种典型的缺陷。
结疤缺陷
     
在对φ325×8热扩管进行探伤时发现此缺陷,如图6所示,缺陷的产生是由于原料管上存在微小的结疤缺陷,在扩径过程中对缺陷放大造成的,此缺陷是由纵向仪器发现的,伤波刚刚达到报警门限。由图可见,缺陷是4条近似平行的结疤组成,最长约43mm 对φ325×10热扩管探伤时,纵向发现如图7所示的结疤缺陷,此缺陷与图6相比更小,在原料管上肉眼根本不可能发现,但在扩径后,缺陷放大,如出厂将产生质量异议。此缺陷由于长度约28mm,纵向仪器报警后,反复确认后才对其定位。(因钢管旋转前进,缺陷定位困难)对于横向探伤来讲,端头存在探伤盲区,当钢管刚刚进入和即将移出探伤区域时,由于横向探头发射信号到达钢管端头,反复产生端头的强反射信号,仪器反复报警,对真正的缺陷信号有覆盖可能,有可能造成漏检。
电磁超声波技术应用于热扩无缝钢管的探伤是非常适合的;满足GB/T57771996标准的要求。
电磁超声波技术可以对不同类型缺陷都可检测出来;对与钢管轴线平行的缺陷更为敏感。
由于超声波直线前进的特性,使其对与钢管轴线成约45o夹角的缺陷,检测灵敏度降低,如使用与钢管轴线成一定夹角的倾斜探头,将解决此问题。

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    匿名   发表于 2008/3/12 14:38:31

    对于管端探伤来说盲区是多少?国内有没有相关标准?谢谢!!!!!
    2楼 回复本楼

    引用 匿名 2008/3/12 14:38:31 发表于2楼的内容

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