涡流探伤检测标准
涡流探伤概述
涡流探伤是由交流电流产生的交变磁场作用于待探伤的导电材料，感应出电涡流。如果材料中有缺陷，它将干扰所产生的电涡流，即形成干扰信号。用涡流探伤仪检测出其干扰信号，就可知道缺陷的状况。涡流的因素很多，即是说涡流中载有丰富的信号，这些信号与材料的很多因素有关，如何将其中有用的信号从诸多的信号中一一分离出来，是目前涡流研究工作者的难题，多年来已经取得了一些进展，在一定条件下可解决一些问题，但还远不能满足现场的要求，有待于大力发展。
检测缺陷，这个就是探伤的终始目的。不过涡流探伤对导电材料作用较显著，对铁磁材料的效果就比较差。另外，工件表面的光洁度、平整度等对涡流探伤都有较大影响，所以有其一定的缺陷性。
涡流探伤工作原理
涡流探伤检测适用于导电材料探伤，常见的金属材料可分为两大类：非铁磁性材料和铁磁性材料。后者为铜、铝、钛及其合金和奥氏体不锈钢;前者为钢、铁及其合金。它们的本质差别是材质磁导率μ约为1或远大于1 。在发电厂，除復水器等少量管道使用铜、钛、奥氏体不锈钢非铁磁性材料外，大量管道都采用钢管等铁磁性材料，典型的应用有省煤器、水冷壁等。
常规涡流探伤应用于非铁磁性管子，已是非常成熟的技术，它不单能探测出缺陷，并可以利用阻抗平面技术分析出缺陷所在的位置与深度。然而，将它简单地应用于铁磁性材料的钢管，却得不到预期的结果，其原因何在?这是由于铁磁性材料μ>>1，根据涡流标准渗透公式：
δ=503.3/√fμrσ
可知在这种情况下，涡流探伤只能集中在表面，无法渗透到材料的内部。除此以外，铁磁性材料的磁畴结构，将对涡流检测信号产生极大的干扰，足以把缺陷信号完全淹没，而无法得到有用的信息。
克服铁磁性金属磁导率对探伤影响的方法有两种：其一，采用远场涡流检测方法;其二，对钢管进行饱和磁化后再探伤。前一种方法需要更新仪器，后一种方法只需在原有常规仪器的基础上增加磁饱和装置即可对钢管等进行探伤，具有投资少的优点。经过磁饱和处理后的铁磁性材料可以以非铁磁材料对待。
通常钢管涡流探伤采用通过式磁饱和器。它是由通有直流电的线圈来产生稳恒强磁场，并借助于导套等高导磁部件将磁场疏导到被检测钢管的探伤部位，使之达到磁饱和状态。为了充分利用线圈产生的磁场，装置一般都有由铁磁性材料(如纯铁)制作的外壳。由于纯铁的μ值很大，磁阻很小，泄漏在空间中的磁力线会被铁壳收集，也被疏导到钢管的检测部位。
由于强大的磁化电流通过磁饱和器线圈，会使线圈发热，因此要有良好导热措施，以防线圈烧毁。
磁饱和装置除了用来产生强大的直流磁场外，检测线圈也常常用它来夹持，所以磁饱和装置的结构与检测线圈的外形有着密切关系。在穿过式涡流探伤中，磁饱和装置中的导套与检测线圈必须保持同心，否则会造成较大的周向灵敏度差，导致漏检和误检。
涡流探伤方法应使检测线圈附近的磁通密度达到使钢管饱和磁化所需磁通密度的80%以上。为此，探伤前应根据钢管的材质和规格选择磁化电流。磁化电流的选择通常也是在通过对比试样的状态下进行。从理论上讲，选择前应首先计算出所检测钢管达到饱和磁化所需的磁通密度，然后按上述要求调整磁化电流，此种方法要进行繁琐的计算。在实际操作中，可采用简便的调整方法，即在往返通过对比试样中，随着逐步增大磁化电流的同时，观察仪器显示的噪声信号和人工缺陷信号的变化。当噪声信号*小，人工缺陷信号*大时，磁化电流即为基本合适。按一般规律，口径越大，壁厚越厚，材料磁特性越软，所需磁化电流就越大，反之则越小
Nortec 500系列，为Olympus NDT*新的涡流探伤仪，集合了**的特性，内部平衡线圈，VGA输出接口(用于眼镜显示器，监视器，和投影仪)，和一个USB接口用于快速数据传输，Nortec
500也包含了PowerLink功能，可进行自动探头识别和程序设定。
涡流探伤的特点
涡流探伤的显著特点是对导电材料就能起作用，而不一定是铁磁材料，但对铁磁材料的效果较差。其次，待探工件表面的光洁度、平整度、边介等对涡流探伤都有较大影响，因此常将涡流探伤用于形状较规则、表面较光洁的铜管等非铁磁性工件探伤。
涡流探伤与超声波探伤的区别
超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
涡流检测就是运用电磁感应原理，将正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。同时涡流也产生相同频率的磁场，其方向与线圈磁场方向相反。
涡流通道的损耗电阻，以及涡流产生的反磁通，又反射到探头线圈，改变了线圈的电流大小及相位，即改变了线圈的阻抗。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。
影响涡流场的因素有很多，诸如探头线圈与被测材料的耦合程度，材料的形状和尺寸、电导率、导磁率、以及缺陷等等。因此，利用涡流原理可以解决金属材料探伤、测厚、分选等问题。
涡流探伤技术的新应用
涡流检测作为五大常规无损检测方法之一，在钢铁行业中应用非常广泛，包括金属棒、线材探伤、结构件疲劳裂纹探伤、材料成分及杂质含量的鉴别、热处理状态的鉴别、混料分选、测量金属薄板的厚度等诸多方面。近年来，随着对涡流检测技术认识的深入以及计算机、仪器仪表和数字信号处理技术的发展，涡流无损检测技术在钢铁工业中的应用取得了一定突破，对于某些以往认为是检测极限或“不可能”的难题，找到了解决的办法或思路。例如，目前有人提出了1100℃以上高温连铸板坯表面缺陷模拟在线检测，将传统的涡流检测对象的温度提高了几百度，而瑞典一家公研制出了检测1000℃高温钢和其他金属板材、坯材的涡流检测设备。此外，涡流检测的应用还延伸到了不锈钢毛细管、直径小于1mm的丝材及结晶器液位检测等方面。
涡流检测是利用电磁感应原理，通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损地评定导电材料及其工件的某些性能，或发现缺陷的无损检测方法。当线圈流过高频交变电流时会在其中产生交变磁场，如果该磁场靠近金属工件表面，则在工件中能感应出电流，简称涡流。涡流的大小与金属材料的导电性、导磁性、几何尺寸及其中的缺陷形态有关。涡流本身也会产生磁场，其强度取决于涡流的大小，其方向与线圈电流磁场相反，它与线圈磁场叠加后形成线圈的交流阻抗。涡流磁场变化会引起线圈阻抗的变化，测量出该阻抗变化的幅值与相位即能间接地测量出工件表面与近表面材质异常或缺陷尺寸
1、涡流检测高温制品的局限性主要在于探头所能承受的温度，传统的涡流检测技术在高温条件下检测温度可达550℃，如果采用水冷探头检测，温度还可以提高。贾慧明等采用特殊材料研制的高温涡流探头，借助风冷与水冷相结合的办法，使传感器内部温度始终保持在40℃以下，能够长时间承受强烈的高温辐射。试验表明，利用该高温探头能够对1100℃以上铸坯在线检测出深度为1.5mm，宽度为0.3mm，长为10mm的表面缺陷。该技术能够有效抑制铸坯表面振动斑痕所产生的噪声影响，并借助计算机信号处理技术，实现对热态铸坯表面缺陷的定位、定量分析和打印记录，为实现对连铸坯在线无损检测提供了技术依据。
又据资料介绍，瑞典一家公司根据涡流技术，设计制造一种能检查1000℃左右的钢和其他金属板材和坯材表面缺陷的设备。该设备可以保证钢材表面的两个几乎垂直的方向都扫描到。利用计算机所组成的分析仪，把输入的信号分为严重缺陷、无害缺陷和未认清三种主要类别，并能够找出任何缺陷的位置。该装置能够**测定毛坯表面上0.5mm深的刻痕位置。
2、对极其细小管径如不锈钢毛细管离线或在线无损探伤，采用电磁涡流检测方法虽然可行，但必须配置特种探头才能达到满意效果。因毛细管极其细小的管径，目前的工艺水平尚无法制作内穿探头，也无法使用点式探头进行检测，只能通过外穿过式探头进行检测。西安交通大学与爱德森(厦门)电子有限公司联合研制的差动式外穿探头，在对线圈的宽度、厚度、两线圈之间的跨度、探头和毛细管之间的间隙、线径等多方面进行计算及优选后，配置了特制的上等外穿式特种探头，在检测频率为666kHz时，对Φ1mm及Φ0.45mm的不锈钢毛细管进行检测，均获得了较好的效果。
3、钢丝在线检测一般使用两种方法：一种是旋转探测式，即涡流探测器绕钢丝高速旋转。这种方法主要用来检测沿钢丝纵向延伸的裂纹、刮伤和拉丝划痕。相对于钢丝的运动，探测器的轨迹这螺旋状。使用多个探测器并列高速旋转，可以达到100%的检查，但其表面探伤的灵敏度有限。在探测器和钢丝之间不易保持恒定的间距，间隙增加时灵敏度减少，如果钢丝偏心，间隙就会变化。采用高速处理器可以自动感知间隙，并不断地进行补偿，使系统的灵敏度得到提高。另一种是环绕线圈式。钢丝从环形线圈中穿过，换能器有效地检查涡流在一个剖面的分布，并与前一个剖面对比，适合检测点状缺陷和圆周方向的裂纹，对于横裂纹、V型裂纹、夹杂物、凹坑和折叠有很高的灵敏度。检测速度快，检测直径范围大。
环绕线圈式的驱动电流比旋转探测式高，有更好的深度穿透性。系统稳定性好，不受温度变化和其他因素的影响。当磁铁材料在居里点800℃以下时，磁饱和后会使信号受到抑制，但可以通过调节磁场强度避免磁饱和，提高灵敏感。目前大都使用环绕线圈式，也可以将上述两种方法结合使用。涡流技术在拉丝、油回火生产线、冷镦钢或弹簧钢丝生产中得到了很好的应用。水冷环绕线圈对温度超过1100℃的盘条进行检测，其检测速度超过500km/h。
4、结晶器液位的**检测是连铸生产过程中实现液位自动控制的关键。涡流式钢水液位计具有反应速度快、测量精度高、不需特殊**防护、安装维护方便等显著优点，实用化进展很快。宋东飞介绍了攀钢改造采用国内生产的RAM系列涡流型钢水液位控制仪的情况。该测量系统采用涡流式传感器测量钢水液位，由振荡器产生的50kHz高频信号供给传感器的初级线圈(激励线圈)，由于受钢水内涡流电流的影响，由初级线圈产生交变磁场随液位高度变化。在次级线圈(测量线圈)内将产生与通过线圈磁场的强度成正比例变化的电压VγV2，从而差动电压(V1-V2)随液位高度变化。通过对V1-V2进行放大、相位、频率、振幅分析及线性化，送给16位的高性能单片机80C196KC处理，即得于液位高度测量信号，经控制仪转换成4～20mA信号送到结晶器液位控制系统PLC。该控制仪测量范围为0～150mm，分辩力为0.1mm。运行表明，该液位控制系统性能稳定可靠，使用精度达±3mm，不但减少了铸坯表面裂纹，提高了产品质量，而且经济效益显著。
