远场涡流在高压加热器检验中的应用

　　1　前言

　　涡流探伤是以电磁感应原理为基础的。当钢管经过通以交流电的线圈时,钢管表面或近表面有缺陷部位的涡流将发生变化,导致线圈的阻抗或感应电压产生变化,从而得到关于缺陷的信号,并以信号的幅值及相位等对缺陷进行判断。利用涡流探伤,可以测定钢管中的蚀坑、孔洞、夹杂物、裂纹等缺陷。常用的涡流检测方法在热交换管道检测方面已成为一种可靠的技术,但仍局限于非铁磁材料和弱铁磁材料的检测。由于远场涡流技术其相位信号正比于缺陷深度,并且是由磁场两次穿越管壁,能准确地反映管壁的缺损特征,重复地测量出缺损深度。因此,对于铁磁管道,该技术是最可行的一种无损检测技术。

　　2　远场涡流检测技术的特点

　　远场涡流检测技术的特点是采用穿过式探头(见图1),检测线圈与激励线圈分开,且二者的距离是所测管道内径的二至三倍;采用低频涡流技术能穿过管壁;主要用于石油天然气管道和油井管道等;需要检测的不是线圈的阻抗变化,通常是测量检测线圈的感应电压与激励电流之间的相位差;激励信号功率较大,但检测到的信号却十分微弱(一般为微状);能以相同的灵敏度检测管壁内外表面的缺陷和管壁变薄情况,而不受趋肤效应的影响;检测信号与激励信号的相位差与管壁厚度近似成正比,“提离效应”很小。

　　远场涡流检测技术是通过测量穿过管壁后返回管内的磁场的变化来得到关于缺陷的信号,故在检测技术理论上是一个新的突破。普通涡流检测技术其试件的几何变形、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、热处理引起的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,造成对检测结果判断困难,这些干扰在远场涡流检测技术上得到了消除,以上分析从理论上证明了远场涡流检测技术的优势,并从实践中得到了科学的验证,具体如下:

　　a)检测结果可以直接用电信号输出,因此可以进行自动化检测;

　　b)由于采用非接触式的方法,检测速度快;

　　c)适用范围广,除能检测缺陷外,还能检测材质变化和尺寸形状的变化等;

　　d)特别适合管材、线材的检测,与传统的漏磁、渗透、超声波等方法比较,具有简单、使用方便、消耗品费用最少的特点;

　　e)对碳钢或其他强铁磁性管子的蚀坑、裂纹等缺陷的检测十分有效;

　　f)安全,防护简单,不会对人体造成伤害。

　　3　在高压加热器检验中的应用