远场涡流无损检测技术在电厂的应用研究

　　1　前言

　　远场涡流(RFEC)检测技术是铁磁性管道在役检测的有效方法,在50年代末曾被用于油井套管的检测。当时未被重视,直到80年代中期随着远场涡流理论的逐步完善以及实验手段、试验方法的改进,远场涡流技术用于管道,特别是铁磁性管道检测的优越性才被人们广泛地认识。现在可以说远场涡流检测技术是最有希望用来对在役金属管道进行无损检测的方法,可以延长那些已达到使用期限,但仍安然无恙的管道的使用年限;也可用于产品的质量检测。其潜在的经济效益相当可观。目前美国、英国、加拿大、日本等发达国家进行了大量的研究开发工　　作,并将该技术应用于现场。我国也开始研究远场技术理论及应用,且取得了很大进展。本文对远场涡流检测技术理论作了研究分析,并阐述了远场涡流检测技术在国产首台60万千瓦机组的高加钢管检验中的应用及其取得的良好效果。

　　2　远场涡流检测技术的理论研究

　　远场涡流法属低频涡流检测技术。它的探头是内通过式探头:由一个激励线圈和一个与该线圈相距约二倍内径长度处所设置的较小测量线圈构成。激励线圈通以低频交流电,其磁力线能量流两次穿过管壁并沿管壁传播;测量线圈能测到来自激励线圈的穿过管壁后返回管内的磁场,因而能以相同的灵敏度检测管子内外壁缺陷及壁厚减薄,不受趋肤深度的限制。可有效检测碳钢或其它强铁磁性管子,探头在管内摆动也基本没有影响检测效果。而普通的涡流检测技术是以电磁感应原理为基础,在涡流检测线圈的激励绕组中通以交流电,则会在被检试件中产生感应涡流,且在其周围建立起一个交变涡流磁场反作用激励磁场,经过反复多次达到动态平衡。当被测试件中存在缺陷时涡流流动发生畸变,原来的平衡被破坏,原线圈立刻会测到这种变化的涡流信号及线圈阻抗变化,传送到微机记录分析,从而判断出试件中是否存在“伤”。由此可见普通涡流检测技术就是接受被测物体反馈的涡流信号,可是当被测物体出现量变时会导致检测线圈的阻抗变化,从而影响涡流信号的输出。其影响因素很多:主要有电导率(σ)、磁导率(μ)、几何形状、温度、检测线圈与被测物体的相对位置、工件中的冷加工和热处理、应力、“伤”的非连续性及信噪比等。由于诸多因素的干扰而使涡流检测仪器对检测的信号处理分析很困难,采用远场涡流检测技术消除了干扰因素使得检测结果更加准确有效。现将远场涡流检测方法与普通涡流检测方法从理论上及实践应用中作对比分析。

　　由上述的远场涡流检测原理与普通涡流检测原理对比可见,普通涡流检测技术靠仪器接受的涡流信号来分析,而涡流信号和交流电一样具有趋肤效应,涡流在被检物体上分布呈指数变化,靠近线圈的表面涡流密度最大,随着深度的增加呈自然指数规律衰减,其标准渗透深度公式: