第六章 远场涡流检测技术
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远场涡流无损检测技术远场效应是20世纪40年代发现的。
1951年Maclean W.R.获得了此项技术的美国专利[1](见图1)。
50年代壳牌公司的Schmidt T.R.独立地再发现了远场涡流无损检测技术,在世界上首次研制成功检测井下套管的探头(见图2),并用来检测井下套管的腐蚀情况[2],1961年他将此项技术命名为“远场涡流检测”,以区别于普通涡流检测。
壳牌公司开发部向Maclean购买了该专利权,在探头的研制中获得了很大的成功,并用来检测井下套管。
20世纪60年代初期,壳牌公司应用远场涡流检测技术来检测管线,检测设备包括信号功率源、信号测量、信号记录和处理,做成管内能通过的形式,像活塞一样,加动力之后即可在管线内运动,取名“智能猪”(见图3)。
此装置于1961年5月9日第一次试用,一次可以检测80公里或更长的管线。
[3]壳牌公司在80年代促进了此项技术的商业化。
一些制造商立刻认可了此项技术的价值,开始生产远场涡流检测设备。
[4]图1世界上第一个远场涡流检测的专利图2世界上第一个远场涡流井下套管检测探头(Schmidt,1961)图3用“智能猪”来检测管线(壳牌公司,1961)在过去的20多年中,远场涡流检测技术引起了全世界有关研究人员的兴趣,Schmidt T.R.作出了杰出的贡献,Lordo w,Atherton D.L.等[5][6][7]对远场涡流现象进行了有限元模型的理论模拟,开发了计算机模拟程序,为远场涡流检测奠定了坚实的理论基础。
在80年代后期和90年代初期,远场涡流检测技术得到了很大发展,开发了检测系统,利用内置式探头来检测输气管线、井下套管、地埋管线、热交换器和锅炉[8][9],利用外置式探头来检测平板和钢管。
现代的检测设备利用计算机来显示和储存数据,还有自动信号分析程序。
从2000年代开始,厦门艾帝尔电子科技有限公司(IDEA TECHNOLGY IN)与南昌航空大学无损检测国家重点实验室合作,致力于远场涡流技术在管道检测方面的研究,特别是井下套管和地埋油气水输送管线的检测。
远场涡流无损检测技术在电厂中的运用在电力行业的日常运转过程中,无损检测技术运用的相对来说比较广泛,但是在处理复杂的工件检测的时候仍然会存在一些问题,随着科学技术的不断发展,远场涡流无损检测技术解决了目前出现在带保温层管道、螺栓、汽轮机叶片的问题,促进了无损检测技术的发展,也为电力行业的发展奠定了坚持的基础。
本文主要是对远场涡流无损检测技术做简要的叙述,在电厂中实际的运用做出探索,以及对于远场涡流无损检测技术在未来的发展做出展望。
标签:远场涡流无损检测;技术;电厂远场涡流无损检测技术是由内通过式和外扫描式组成,它是一种能够穿透金属管壁的低频电磁检测技术,由激励线圈和检测线圈组成,激励线圈的主要工作内容是利用低频交流电产生的磁场穿透管壁之后将信息传递给检测线圈,检测线圈在接收信号之后对管子的内部情况进行检测,通过检测线圈的数据和检测情况对管壁的情况进行判断,进一步完成检测的任务。
在现代电厂的运用过程中,远场涡流无损检测技术运用的比较广泛,能够很好的改善和解决现代电力行业出现的问题,本文主要以远场涡流无损检测技术在电厂中的运用为基础进行探索。
1 在电厂锅炉水冷壁管中的运用在电厂工作的过程中,电厂锅炉的水冷壁管在长期的运转过程中由于受到煤灰和烟气等等因素的侵蚀,很容易出现腐蚀、磨损的问题,造成了材料的性能劣化,如果在工作的过程中出现蒸流或者是管内的气压比较高,那么很可能就会产生水冷壁管的泄露或者是爆管,造成了电厂的锅炉工作不能正常的运转,带来巨大的经济损失,因此无损检测技术的运用特别的重要,在检测的过程中,能够及时对损伤的部位进行及时的修复,及时的发现问题解决问题,避免事故的产生,对于电厂的发展奠定了基础,具有非常重要的现实意义[1]。
远场涡流无损检测技术在电厂锅炉水冷壁管中能够从宏观和微观的方面对水冷管壁进行检测,能够直观的检测内外壁局部产生的腐蚀现象,以及管壁的均匀减薄,也能微观的检测到氢损伤和热疲劳裂纹等缺陷,并且在检测的过程中,无损检测技术能够不需要直接的接触表面,不需要脚手架,不需要进行特殊的清理,整体的检修工期时间短,一方面是减少了检测人员的组织队伍,另一方面在检测的过程中降低了成本,节约了时间[2]。
管道远场涡流无损检测技术综述徐小杰【摘要】Remote Field Eddy Current ( RFEC) is an important branch cut of eddy current nondestructive testing ( NDT) technique, and draws more and more attention in the testing and repairing of pipes and tubes. The origin and development history of RFEC technique was described. The research status and hot-spot issues of RFFC technique both inland and overseas were sum-marized and analyzed. The future development direction of RFEC technique was discussed with detail, from the aspects such as axial crack detection ability improvement,mounting plate influence in use and so on.%远场涡流作为涡流无损检测技术的一个重要分支,目前在各个行业的管道日常维护和安全保障中发挥着重要的作用。
文中首先详细叙述了远场涡流无损检测技术的发展历史;对目前国内外远场涡流应用的研究现状和研究热点问题进行了总结和论述;从进一步提高轴向裂纹检测能力,解决使用中支撑板影响问题等方面,探讨了远场涡流无损检测技术的应用发展方向。
【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P21-23,43)【关键词】无损检测;远场涡流;定量评估;缺陷;检测灵敏度【作者】徐小杰【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】TG115无损检测(Nondestructive Testing, NDT)是建立在现代科学技术基础上的一门应用性技术学科,它以不破坏被测物体内部结构为前提,应用物理的方法,检测物体内部或表面的物理性能、状态特性以及内部结构,检查物体内部是否存在不连续性(即缺陷),从而判断被测物是否合格,进而评价其适用性[1-3]。
远场涡流检测技术在火电锅炉水冷壁管检测中的实用性分析摘要:本文论述远场涡流检测技术的原理和Ferroscope308远场涡流水冷壁管检测电磁成像系统,阐述了远场涡流检测技术在锅炉水冷壁管高效检测中的实用性。
煤粉发电锅炉水冷壁存在高温腐蚀凹坑、磨损减薄和疲劳裂纹等缺陷。
最后总结了远场涡流检测技术应用于火电发电锅炉的可行性。
关键词:水冷壁、远场涡流检测、水冷壁裂纹;Practical analysis of far field eddy current testing technology in water wall tube inspection of thermal power boilerAuthor:Fuzhou Huaneng Power PlantAbstract: This paper discusses the principle of the far-field eddy current testing technology and the ferroscope 308 remote field eddy water wall tube inspection system, and expounds the practicability of the far-field eddy current testing technology in the efficient detection of boiler water wall tubes. There are some defects in the water wall of pulverized coal fired boiler, such as high temperature corrosion pit, wear thinning and fatigue crack. Finally, thefeasibility of the application of far-field eddy current testing technology in thermal power generation boiler is summarized.Key words: water wall, far field eddy current testing, water wall crack;近年来国内火电锅炉设计及生产技术日新月异,锅炉炉型已多元化发展,由于大型超临界机组增多,超低排放改造和燃烧材质的差异变化大,水冷壁管通常产生的缺陷为:高温腐蚀、磨损、腐蚀、砸伤、氢损伤,裂纹、鼓包等。
远场涡流检测技术探析1、涡流检测1.1涡流检测原理涡流检测技术(ET),是工业上无损检测的方法之一。
给一个线圈通入交流电,在一定条件下通过的电流是不变的。
如果把线圈靠近被测工件,像船在水中那样,工件内会感应出涡流,受涡流影响,线圈电流会发生变化。
由于涡流的大小随工件内有没有缺陷而不同,所以,线圈电流变化的大小能反映有无缺陷。
涡流检测是建立在电感应原理基础之上的一种无损检测方法,它适用于导电材料。
如果我们把一块导体置于交变磁场之中,在导体中就有感应电流存在,即产生涡流。
由于导体自身各种因素(如电导率,磁导率,形状,尺寸和缺陷等)的变化,会导致感应电流的变化,利用这种现象而判知导体性质,状态的检测方法叫做涡流检测方法。
涡流检测方法:操作速度很快,按照检验员的经验反馈,一条12米的长管,在顺利情况下只需要几十秒就完成检验了。
1.2涡流检测分类涡流无损检测技术是目前管道检测中应用较为广泛的检测方法。
根据其探头结构的不同可分为常规涡流检测、透射式涡流检测和远场涡流检测。
常规涡流检测因受集肤效应的影响,只适用于检测试样表面或近表面缺陷。
透射式涡流检测克服了这一缺点,其检测信号相对管道内壁和外壁缺陷具有相同的灵敏度。
远场涡流检测实质上也是一种透射式涡流检测,其不同点在于远场涡流检测中,激励线圈的能量两次穿过管壁到达检测线圈,而透射式涡流检测中,激励线圈发出的能量仅一次穿过管壁到达检测线圈[1]。
2、远场涡流检测技术2.1远场涡流检测技术的特点远场涡流检测技术是通过测量穿过管壁后返回管内磁场,故在检测技术理论上是一个新突破。
其不受趋肤效应的影响,克服了电导率和磁导率的影响。
探伤仪对铁磁性材料的检测效果明显优于普通涡流检测技术。
同时,在试件中的几何变形、试件边缘末端及相对位置产生的末端效应都会产生一个畸变的涡流信号干扰检测信号;材料的温度、应力变化,材料的冷加工、热处理引起变形及损伤的非连续性和信噪比也会改变试件的电导率和磁导率,影响着涡流信号的产生,造成普通涡流检测技术对检测结果判断困难,这些干扰在远场涡流检测技术上也得到了消除。
RFEC 技术读书报告远场涡流技术(remote field eddy current ,简称RFEC)是一种最新的无损检测技术,它采用内通过式探头一次通过管子,便可以相同的灵敏度同时检出管道内外表面的凹坑、裂纹,管壁内、外部缺陷与腐蚀变薄,特别适用于地下管线及密排管道的检测。
RFEC于1951年由w.R.Maclean提出。
Tom Schmidt于1958年成功地把RFEC用于油井套管检测,60年代初,进而被成功应用于管道检测。
近十余年,RFEC技术被应用于检测锅炉管、散热器管、铸铁管、非铁磁性管和其他类型管道,与传统涡流法(不饱和)和漏磁法相比,RFEC技术可提供最佳缺陷尺寸。
1.远场涡流技术的发展和回顾【1,2】RFEC 技术通过记录信号的相位来检测金属损失的,相位的增加就表明被测的金属有损失。
这一技术的局限性就是RFEC相位不能指明金属缺损部位的宽窄和深浅。
M。
D。
Maclean在1989年提出基于趋肤深度理论的数学模型,并把他应用到双频率相位分析中。
Brown 和Le观察到标绘在复平面图上的信号轨迹角度正表明缺陷的深度,类似于常规涡流方法。
后来Mackintosh认为Maclean的方法可以解释Brown和Le的方法。
W.R.Maclean首次提及趋肤深度理论,试验显示,趋肤深度相当于描绘RFEC波闯过管壁传播在振幅和相位上变化的近似值。
Mackintosh发展了投射传输模式,他指出趋肤深度等式在剩余管壁厚度大于趋肤深度时是可行的。
2.涡流检测与远场涡流检测的比较【3,8】2.1涡流检测原理当金属管材通过交变电流激励的检测线圈时,钢管表面及近表面会感应出涡流。
涡流又产生与原磁场相反方向的新磁场作用于探头的测量线圈,线圈中便产生感应电压。
通常的测量线圈是自比差式线圈,如图1。
当被测管材没有缺陷时,两个测量线圈反向连接感应电压相互抵消,没有输出。
当被测管材有缺陷时,管材表面涡流发生畸变,其磁场使两测量线圈感应出一突变电压信号,经过信号处理就可判断出缺陷。