棒材利用電磁超聲探傷檢測技術(shù)特點(diǎn)

電磁超聲探傷設(shè)備結(jié)構(gòu)及功能簡述

探傷設(shè)備采用探頭旋轉(zhuǎn)、棒材直線通過式的探傷方法利用A掃描、c掃描方式檢測棒材中的夾雜、裂紋、縮孔等缺陷。主要由旋轉(zhuǎn)探頭機(jī)構(gòu)、電氣柜、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、操作臺、缺陷標(biāo)記器、標(biāo)棒、去磁裝置等組設(shè)備結(jié)構(gòu)及功能簡述該設(shè)備采用探頭旋轉(zhuǎn)、棒材直線通過式的探傷方法，主要由旋轉(zhuǎn)探頭機(jī)構(gòu) 、電氣柜 、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、操作臺、缺陷標(biāo)記器、標(biāo)棒、去磁裝置等組。

電磁超聲探傷設(shè)備檢測原理

棒材電磁超聲波探傷儀的探頭分為橫波探頭CF、垂直剪切波探頭SSF，其中橫波探頭CF采用回形線圈，垂直剪切波探頭SSF采用蛇形線圈。當(dāng)磁鐵產(chǎn)生的磁力線垂直于棒材表面時(shí)，渦流受力方向平行于棒材表面，質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生與作用力垂直的超聲橫波，用于檢測棒材芯部缺陷。

將線圈制成蛇形，使相鄰兩部分繞組的電流方向相反，并使磁力線垂直于金屬表面時(shí)，將在棒材內(nèi)部產(chǎn)生垂直偏振橫波，又稱垂直剪切波，用于檢測棒材亞表面缺陷。棒材表面產(chǎn)生的電磁超聲波向棒材內(nèi)部傳播，遇到缺陷時(shí)形成缺陷反射波，與棒材底反射波一起被電磁超聲探頭捕捉，并在回波器上以 A掃描波形圖的形式顯示出來，據(jù)此可分析缺陷在棒材內(nèi)的位置和大小 。

電磁超聲檢測技術(shù)特點(diǎn)

(1)在水浸式壓電超聲中，由于第1臨界角和第2臨界角的限制，為準(zhǔn)確檢測棒材亞表面缺陷，需保證橫波聲壓最強(qiáng)，即超聲波在棒材中的折射角度在45左右 ，其亞表面檢測深度只有0.15D左右(D表示棒材直徑)。電磁超聲輻射角度為30，亞表面檢測深度可達(dá)0.25D，因此，電磁超聲的亞表面檢測區(qū)域更大，CF探頭與 SSF探頭聲波覆蓋區(qū)域重疊性更好，可實(shí)現(xiàn)棒材橫斷面的 100％掃描。

(2)水浸式壓電探頭易受侵蝕、刮傷 、水溫等不確定因素影響，探頭需要經(jīng)常標(biāo)定，至少每4個(gè)小時(shí)校準(zhǔn)一次 。更換棒材規(guī)格時(shí)，直探頭可以不調(diào)整，但斜探頭必須調(diào)整，因此，每個(gè)規(guī)格棒材需準(zhǔn)備一支對比樣棒 。電磁超聲探頭因?yàn)椴恢苯咏佑|棒材表面，探頭性能非常穩(wěn)定，不需要頻繁地維護(hù)、標(biāo)定。電磁超聲探傷儀相對壓 電超聲還有一個(gè)巨大優(yōu)勢，即具有自動(dòng)標(biāo)定功能，當(dāng)系統(tǒng)接收第一支新規(guī)格棒材時(shí)，電磁超聲探頭會發(fā)射一個(gè)參考信號，系統(tǒng)可根據(jù)接收到 的參考信 號的振幅自動(dòng)計(jì)算并設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警線 。

(3)電磁超聲的能量轉(zhuǎn)換是在棒材表面的趨膚層內(nèi)直接進(jìn)行的，由于趨膚層是棒材的表面層，聲波的輻射角度 與棒材直徑無關(guān)，因此，與水浸式壓電超聲相比，無需根據(jù)棒材直徑頻繁調(diào)整探頭角度，可最大程度地減少人工校準(zhǔn)的不可靠性 。

(4)由于棒材圓度的不穩(wěn)定性、探傷輥道磨損等均會影響探頭與棒材表面的垂直度。壓電探頭與棒材表面的傾角偏離 2-3°，就會造成棒材中聲場的重大失真，缺陷很容易被漏檢。根據(jù) 電磁效應(yīng)的原理，電磁超聲探頭與棒材形成一定傾角的情況下，仍能保證超聲波發(fā)射和接收的方向垂直于棒材表面，因此更適用于大直徑棒材的檢測。

(5)壓電效應(yīng)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)壓 電效應(yīng)減弱，當(dāng)達(dá)到某一溫度即居里溫度時(shí)，壓電效應(yīng)完全消失。溫度對壓 電超聲的影響還表現(xiàn)在當(dāng)溫度升高時(shí)，超聲波聲速減小，斜探頭的折射角增大，超聲波在介質(zhì)中傳播的衰減加大。由于壓 電超聲采用水作為耦合介質(zhì)，當(dāng)棒材溫度高于 100°時(shí)，耦合水在棒材表面將形成氣泡，會嚴(yán)重影響耦合效果。電磁超聲探傷儀的使用溫度范 圍廣 ，適用 的棒材溫度范圍為一30-650°，因此，電磁超聲探傷儀可根據(jù)棒材緩冷工藝要求靈活組織生產(chǎn)，不會對軋線生產(chǎn)節(jié)奏造成影響，特別適合需緩冷處理 的熱軋大棒的探傷需要 。