远场涡流检测技术研究的发展及现状

　　远场涡流(RFEC，RemoteFieldEddy(沁rrent)检测技术是一种能对管材实行透壁检测的非常规电磁检测方法。目前，该技术虽局限于管道的无损检测，但由于其独到的检测性能，越来越受到人们的重视。远场涡流检测技术于50年代末首先应用于油井套管的检测，它将经过高倍数放大后的检测信号在并下调制一高频载波，然后在地面上把解调的检测信号与激励信号在相位上作比较，根据相位差来检测管壁的损。60年代初期美国壳牌石油公司研制出了第一个在役远场涡流检测系统，在管道工业中有时亦称为“智能猪”。80年代初有关核反应堆的压力管和城市煤气分配管等管道的远场涡流检测的研究成果也有所报道。

　　1远场涡流检测的工作原理

　　远场涡流检测方法系采用内部探头对管材实行透壁检测，这是一种低频穿壁技术，它对管材的凹坑、裂纹、壁厚收缩及电阻率和磁导率的变化均能响应，并对管内、外部异常有相同的灵敏度。

　　远场涡流探头是该检测系统的主要部件，它采用与管道同轴放置的内部螺线管作为激励线圈，通以低频交流电，一组检测线圈排列安放在靠近管壁的内表面处。该检测线圈的安放位置与常规涡流装置中的不同，其典型结构(见图l)是安装在沿轴向距激励源2~3倍管内径处，需要测量的不是线圈阻抗，而是检测线圈的感应电压及其与激励电流之间的相位差。如果在一根无缺损的长铁管中改变激励线圈和检测线圈间轴向距离，并对应测出检测线圈感应电压及其相位，就可得到激励线圈周围电磁场分布的一些特征，我们把距激励线圈较近、信号幅值急剧下降的区域称为近场区或直接藕合区;信号幅值急剧下降后变化趋缓而相位发生较大的跃变之后的区域称为远场区或间接藕合区。远场涡流探头中的检测线圈必须放在远场区，远场区一般距激励线圈2倍管内径以外。

　　根据有关理论和实验研究证实:其检测线圈的场由两个分量合成，其一称为直接藕合分量，产生于激励线圈，并一直保留在管道中，直接藕合场随着距激励源轴向距离的增加，按指数规律衰减。另一分量是远场分量，激励线圈产生的场部分在激励线圈附近穿透管壁扩散，在此过程中，因为涡流的作用，场相位发生移动、幅值衰减，然后，该能量在管外传播、衰减减慢。对铁磁管道，该能量有被管道引导而沿管外壁扩散的趋势。在远场区域外部，直接藕合场比内部大得多，管内场的主要部分由外部场通过管壁扩散回来。在这个过程中，场再次衰减并有相位移动。象常规涡流技术一样，裂纹以阻断涡流路径的方式产生信号，也有与常规技术不同处，管外的裂纹产生与管内裂纹相同的号，这是因为它们与能量流的交互作用是相同的。