趙振南

(中國第一重型機械股份公司，遼寧 大連 116113)

?

簡述國內(nèi)外管材渦流檢測標(biāo)準中的差異

趙振南

(中國第一重型機械股份公司，遼寧 大連 116113)

簡述國內(nèi)常用的NB/T47013《承壓設(shè)備無損檢測》和美國SE-243《換熱器和冷凝器用銅與銅合金無縫管的渦流檢測》標(biāo)準中關(guān)于管材渦流檢測的差異，進而加深作業(yè)者對渦流檢測的理解和使用。

渦流檢測；管材；標(biāo)準差異

無損檢測技術(shù)是控制產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的技術(shù)之一。借助科學(xué)設(shè)備和技術(shù)手段，在不破壞產(chǎn)品的使用性和可用性的基礎(chǔ)上，對檢測對象表面及內(nèi)部性能和結(jié)構(gòu)進行檢測，借以評判它們的連續(xù)性、完整性和安全性。無損檢測已廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域。常見的無損檢測方法有超聲(UT)、射線(RT)、磁粉(MT)、渦流(ET)、滲透(PT)、泄露(LT)、目視(VT)和聲發(fā)射(AT)等，它們各有自己的適用范圍和優(yōu)缺點。渦流檢測是常規(guī)無損檢測方法之一，與射線、超聲、滲透、磁粉檢測相比，提供了一種獨特的高靈敏度、非接觸、易于實現(xiàn)自動化的檢測方法。在產(chǎn)品制造過程中得到廣泛應(yīng)用，并占有十分重要的地位。渦流檢測利用電磁感應(yīng)原理，通過檢測被檢工件內(nèi)感生渦流的變化來評定導(dǎo)電材料及其工件的性能、尺寸或發(fā)現(xiàn)缺陷。

1 渦流檢測的優(yōu)點

第一，表面和近表面缺陷的檢測重復(fù)性好，對檢測材料上的微小不連續(xù)性靈敏度高，并可存儲檢測結(jié)果。第二，檢測時不需接觸工件，也不需要耦合劑，所以，檢測速度非?？?。尤其易于實現(xiàn)管、棒材高速、高效的自動化檢測，并可以在高溫狀態(tài)下進行檢測。第三，可對工件的狹窄區(qū)域、深孔壁、管束等檢測。第四，可以揭示工件金屬覆蓋層或非金屬覆蓋層的厚度變化，評定材料的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率的變化。

2 渦流檢測的局限性

第一，信號影響因素多，難以一一對應(yīng)出現(xiàn)的異常信號與缺陷的類型、位置和形狀，并受檢測人員個人素質(zhì)的影響較大。第二，受趨膚效應(yīng)的限制，很難發(fā)現(xiàn)工件深處的缺陷。第三，不適用非導(dǎo)電性材料。

3 渦流檢測的基本原理

渦流檢測中，檢測儀器輸出顯示的信號來自檢測線圈(探頭)，在被檢材料表面感應(yīng)出渦流后，渦流反過來影響檢測線圈阻抗的幅值和相位的變化。由于影響渦流檢測的因素較多，如待檢工件的電導(dǎo)率和磁導(dǎo)率、待檢工件的尺寸、檢測頻率及缺陷的類型和深度等，各因素的影響程度和方式也各不相同。因此，要提取有意義的信號，必須要有能消除干擾信號的方法或手段。在現(xiàn)今渦流檢測的信號分析方法中，福斯特博士的阻抗分析法是最主要和最常見的。這種方法以分析渦流引起線圈阻抗變化及其相位變化之間的關(guān)系為基礎(chǔ)，從而鑒別各影響因素效應(yīng)的一種方法。

渦流檢測技術(shù)在能源制造業(yè)中應(yīng)用廣泛，但最為常見也最為重要的應(yīng)用領(lǐng)域是對管材的檢測。以下對國內(nèi)NB/T47013.6-2015《承壓設(shè)備無損檢測》第六部分渦流檢測和美國SE-243《換熱器和冷凝器用銅與銅合金無縫管的渦流檢測》標(biāo)準中相關(guān)管材渦流檢測進行簡要介紹并比較其異同。

3.1 適用范圍

NB/T47013.6中規(guī)定渦流檢測對于銅及銅合金無縫管，可檢測管材的壁厚為0.2～6 mm，外徑3～160 mm；SE-243《換熱器和冷凝器用銅與銅合金無縫管的渦流檢測》中規(guī)定本標(biāo)準適用于外徑≤79.4，壁厚>0.4 mm<3 mm的銅及銅合金管渦流檢測。如需方與供方商定同意，可用于推薦尺寸以外的管子檢測。

以上描述可以看出，SE-243中規(guī)定的較為靈活，而NB/T47013.6中規(guī)定較為明確。應(yīng)注意的是，NB/T47013.6的適用范圍要大于SE-243，對檢測的選擇可能會產(chǎn)生一定的影響，應(yīng)加以注意。

3.2 檢測方法

兩個標(biāo)準都明確使用外穿過式線圈法進行檢測，這是對管材最有效、可操作性最好的檢測方法，但SE-243標(biāo)準也指出，當(dāng)管子外表面不能通過時，可使用內(nèi)穿過線圈法檢測，但要考慮到內(nèi)外穿過式方法和技術(shù)的差異。

3.3 對比試樣

對比試樣材質(zhì)、尺寸、人工缺陷樣式對渦流檢測的有效性有較大影響。SE-243規(guī)定對比試樣應(yīng)能代表被檢管材，而NB/T47013.6的規(guī)定相對較松，僅要求對比試樣管與被檢工件具有相同或相近規(guī)格、牌號、熱處理狀態(tài)和電磁性能。對比試樣上的人工缺陷類型和尺寸，對于NB/T47013.6中銅與銅合金無縫管，對比試樣上的人工缺陷為垂直于管壁的通孔。沿軸向加工3個相同的孔徑的通孔，3個孔120°分布并有一定間距，通孔的尺寸根據(jù)外徑和壁厚選擇。對于SE-243，對比試樣的人工缺陷較為靈活，有五種分布方式：一是加工120°分布3個外圓橫向切槽；二是加工120°分布3個通孔；三是0°和180°加工2個通孔、90°和270°加工2個橫向外圓切槽；四是一條直線上4個外圓橫向切槽；五是一條直線上4個通孔，而切槽和通孔的尺寸也可根據(jù)壁厚選擇。槽型人工缺陷相對于通孔人工缺陷更能代表管材在制造過程中的缺陷情況。但槽型人工缺陷的加工難度大，加工成本高。在編制檢測工藝時，應(yīng)綜合考慮被檢件的性能和使用狀況，選擇合適的人工缺陷，并在可能的情況下，選擇槽型對比試樣。

3.4 端部盲區(qū)

NB/T47013.6規(guī)定端部盲區(qū)應(yīng)符合驗收標(biāo)準和技術(shù)合同的規(guī)定，推薦在距離兩邊端面小于或等于100 mm的通孔用來確定管材有效檢測范圍；而SE-243則明確規(guī)定確定端部盲區(qū)的方法：即在離管材端面加工一系列間隔為12.7 mm的通孔或切槽，然后使管子以產(chǎn)品檢驗的速度兩次穿過檢測線圈，一次是把有人工傷的一端為頭，一次是把有人工傷的一端為尾，從而確定被檢件檢測的有效長度。相對來說，SE-243的規(guī)定可操作性更好。

3.5 填充系數(shù)

NB/T47013.6規(guī)定檢測線圈的內(nèi)徑應(yīng)與被檢管材的外徑匹配，其填充系數(shù)大于或等于0.6。而SE-243則規(guī)定檢測線圈的內(nèi)徑應(yīng)按最大實際填充系數(shù)來選擇。兩者的要求略有差別，檢測時應(yīng)注意。

3.6 檢測速度

NB/T47013.6僅規(guī)定檢測時的檢測速度應(yīng)與調(diào)試靈敏度時的速度相同。而SE-243除了規(guī)定檢測速度應(yīng)與調(diào)試靈敏度時的速度相同，還規(guī)定了檢測時的檢測速度波動最大在±5%，并且保證在管子與檢測線圈基本同心。SE-243的規(guī)定可操作性更好。

3.7 相關(guān)信號和非相關(guān)信號

SE-243描述了相關(guān)信號和非相關(guān)信號之間的關(guān)系，認為非相關(guān)信號可能會遮蓋不合格的不連續(xù)性，相關(guān)顯示是由不能驗收的不連續(xù)性所引起的，任何超出拒收水平而認為是非相關(guān)的信號均應(yīng)按不合格看待，直到重復(fù)試驗或其他方法證明無關(guān)時為止。而NB/T47013.6缺少相關(guān)提示。

3.8 拒收標(biāo)準

標(biāo)準都規(guī)定渦流檢測管材的信號低于對比試樣人工缺陷的信號時，管材是可接受的(SE-243沒有直接給出驗收標(biāo)準，但ASTM管材標(biāo)準中有相關(guān)驗收標(biāo)準)。且兩個標(biāo)準都特別強調(diào)：經(jīng)檢驗儀器顯示有超過驗收標(biāo)準缺陷的信號管材，可進行復(fù)探或用其他無損檢測方法加以驗證。若顯示仍然超過驗收標(biāo)準，則該管材為渦流檢測不合格品。這種謹慎的做法表明了渦流檢測的高靈敏度和影響因素多的特點。

4 結(jié)語

通過介紹，我們了解了渦流檢測在制造業(yè)標(biāo)準中的特點，如其適用范圍、檢測方法、對比試樣人工傷的選擇、端面效應(yīng)、填充系數(shù)、檢測速度、相關(guān)信號和非相關(guān)信號、拒收標(biāo)準，等等。對以后在生產(chǎn)制造過程中開展和使用渦流檢測有一定的借鑒，值得進一步總結(jié)、研究和試驗。

[1] 徐可北，周俊華.渦流檢測[M].北京.機械工業(yè)出版社，2007.

[2] 《美國無損檢測手冊》譯審委員會，譯.美國無損檢測手冊：電磁卷[K].上海：上海世界圖書出版公司，1999.

[3] 周正干，黃鳳英，于芳芳.電磁超聲和渦流組合檢測方法[J].無損檢測，2009，(09)：71-73.

[4] 王東升.金屬薄壁管材渦流檢測中異常信號的產(chǎn)生原因 [J].無損檢測，2014，(07)：19-21.

Discussion on the differences in eddy current testing standards of tubes at home and abroad

ZHAO Zhen-nan

(China First Heavy Machinery Co., Ltd., Dalian 116113, China)

This paper introduces the differences between the commonly used NB/T47013 “non-destructive testing of pressure equipment” and the eddy current testing of SE-243 “copper and copper alloy seamless tubes for heat exchangers and condensers” in the United States, so as to deepen the understanding and use of eddy current testing.

Eddy current testing; Pipe; Standard difference

2017-04-28

趙振南(1984-)，男，碩士，工程師。

TH878

B

1674-8646(2017)10-0022-02