PDF《压力容器列管涡流检测技术的研究》

312 线圈尺寸的选择 一载流扁平线圈 , 实际上是多层密绕的螺 线管 , 当线圈内通过电流 I时,电流密度 J 为[2]:J=nI ( rb - ra ) h 式中 ra ― ― ― 线圈内半径 ;

rb ― ― ― 线圈外半径 ;

h― ― ― 轴向厚度 ;

n― ― ― 线圈匝数. 设线圈内通过的电流 I = 10mA, 则根据一 定参数可描绘出扁平线圈轴线上的 B0 - X 曲线,如图 2所示. 图2扁平线圈 B0 - X曲线 由图 2可见 , 线圈外径大 , 线圈线性范围 大,灵敏度低 ;

线圈外径小 , 线圈线性范围 小,灵敏度高 ;

线圈轴向厚度小 , 灵敏度高 ;

线圈内径不同时 , 轴向磁场变化很小.因此 , 为了使外径一定的线圈有较大的线性范围和尽 可能高的灵敏度 , 设计时要尽可能选择薄的线 圈[3].313 线圈参数的选择 实际绕制线圈时 , 线圈匝数可由下式估 算:L=40 πrnKn / l 式中 r― ― ― 线圈平均半径 ;

n― ― ― 线圈匝数 ;

l― ― ― 线圈长度 ;

Kn ― ― ― 考虑到线圈长度为有限时 , 磁场 分布不均匀 , 需要加以修正的系 数.

314 传感器的制作 制作时 , 先按设计好的图样制作线圈骨架

9 5 《 化工装备技术 》第28卷第2期 2007年 (材料通常采用耐辐射和耐高温的尼龙棒 ) , 其车制工艺要求严格、认真 , 两个槽的尺寸 (深和宽 )尽可能一致 , 而且要求槽壁光滑 , 不能有毛刺.绕线要均匀、平稳.绕制好的线 圈的电阻、电感及性能等必须测量 , 两线圈的 数值应基本相等.最后将绕制好的线圈的引出 线和输出电缆线连接到内骨架的接线柱上 , 并 用胶 (如环氧树脂 )封装 [

4 ] .

4 检测结果

411 对比试样实验 用主频 F1 = 80kHz和副频 F2 = 40kHz同 时激励检测探头线圈 , 得到两幅频率分别为 F1 和F2 的阻抗图形.把F2 图形经过因子变 换,然后将 F1 和F2 图形矢量相减 , 缺陷信号 仍然可以保留 , 如图 3所示. 图3人工缺陷图 配置探头的检测效果与仪器原配探头几乎 一致 , 同样能较好地区分穿孔与外壁缺陷 , 如图4所示. ( a) 仪器原配探头 ( b) 试验配置探头 图4穿孔与 50% T ( T为样管壁厚 )外壁缺陷显示 图5划痕 (犁沟 )信号 图6硬质点压痕信号 图7金属屑信号 图8非穿透裂纹信号

0 6 压力容器列管涡流检测技术的研究 由以上实验可见 , 设计制作的传感器的试 验效果较好 , 可望在实际工程中得到应用.

412 检测的平面阻抗图分析 利用平面阻抗图分析技术对压力容器的传 图9穿透性裂纹信号 热管进行了检测.通过 100%全面检测 , 主要 缺陷有 : 外表面划痕 (犁沟 ) 、硬质点压痕、 由于清洗不净而残留的颗粒状金属及裂纹 , 如图5~ 图 9所示.

5 结论 检测结果表明 , 用涡流技术对压力容器列 管进行检测 , 是切实可行的.它具有检测速度 快、灵敏度高、测试结果准确等特点.利用平 面阻抗分析 , 结合传感器的设计 , 可有效地发 现缺陷 , 且符合标准的要求 , 完全可应用于实 际检测中. 参考文献[1] 胡天明. 表面探伤 [M ]. 武汉 : 武汉测绘科技大学 出版社 , 1996. [

2 ] 任吉林 , 林俊明 , 高春法. 电磁检测 [M ]. 北京 : 机械工业出版社 , 2000. [

3 ] 廉纪祥 , 沈跃. 抽油杆涡流检测探头的制作 [ J ]. 无 损检测 , 2004,

19 (1) :

11 - 13. [

4 ] 孙金立 , 袁英民 , 陈新波. 放置式涡流检测传感器的 设计与制作 [ J ]. 无损检测 , 2002,