关于涡流检测的 5 个有趣的事实

需要了解的事项和需要考虑的因素

作为一家在特种金属方面进行大量工作的公司，Metal Cutting Corporation 经常采用涡流检测 (ECT) 来检查材料是否存在裂纹或空隙等缺陷。该方法利用电磁感应来检测和表征导电材料（包括金属）表面或亚表面的缺陷。除了检测缺陷外，涡流检测程序还可用于测量厚度和电导率。

以下是关于涡流检测的 5 个有趣的知识。

涡流检测是无损检测

涡流检测是无损检测 (NDT) 的一种重要方法，它是科学和工业中用于执行检查和测量的技术之一，以确保：

• 结构组件和系统运行可靠、安全且经济高效
• 测试本身以不损坏零件或材料的方式进行，并且不影响其未来的使用和功能

事实上，NDT 技术种类繁多，并且一直在开发新的技术。最基本的方法是目视检查，这可能意味着简单地查看零件的可见表面缺陷或使用计算机控制的光学系统来检测和测量组件的特征。

NDT 中使用的一些技术很熟悉，因为它们也用于医学，例如射线照相术 (RT)，它使用伽马射线或 X 射线来寻找缺陷或查看内部特征。另一个例子是超声波检测（UT），使用高频声波来检测缺陷或材料特性的变化。

磁粉检测 (MT) 使用铁磁材料中的磁场和铁颗粒除尘来产生表面缺陷的可见指示器。泄漏测试 (LT) 通过使用各种方法发现受压部件的泄漏，从电子听音设备到压力计，再到简单的肥皂泡测试。

另一种方法是声发射测试 (AE)，它通过检测声能的爆发来发现缺陷。我们经常遇到氦泄漏测试，它使用第二轻的元素来寻找泄漏路径，有或没有使用渗透测试（PT），它使用可见或荧光染料。

在涡流测试中——我们在金属切割中重点介绍的 NDT 技术——通过将导电材料暴露在膨胀和塌陷的磁场中，会在导电材料中产生电流（涡流）。可以测量这些涡流的强度；材料的缺陷或变化会导致电流中断，从而提醒我们正在测试的材料或零件存在问题。

在日常生活中至关重要

虽然不是每个人都听说过涡流检测和 NDT，但这些方法涉及我们所有人的生活，甚至可能每天都在使用。这是因为这些技术被广泛应用于各个行业——尤其是那些组件故障可能导致毁灭性破坏和损失的行业。

例如，涡流检测用于检查油管和其他结构，用于石油和天然气管道、核反应堆、化学制造和市政供水系统等应用。便携式涡流检测设备用于现场现场检查，例如寻找桥梁和从机翼到起落架的飞机部件中的裂缝。这使得 ECT 以及其他无损检测方法对公共安全至关重要——在帮助防止管道断裂、桥梁倒塌和飞机失事等灾难性事件方面发挥作用。

即使在小零件的世界中，例如我们在 Metal Cutting 生产的金属部件，涡流检测也会对安全性产生影响，虽然不太明显，但仍然非常重要。例如，我们使用这种方法来检查夜视镜部件中的玻璃金属密封件，这些部件最终由军事人员使用，他们可能在制造后很长时间并且远离家乡。

不同模式有不同的探头

涡流检测设备包括各种形状、尺寸和配置的测试探针。这些探头还具有不同的操作模式，具体取决于测试线圈的接线方式以及它们与测试样品的连接方式。

例如，绝对测量探头使用单个线圈来产生涡流，检测电流场的变化，并提供来自测试样品单点的读数。差分探头使用两个线圈为检测缺陷提供基本比较，即使在可能存在不一致的材料中也是如此；当一个线圈超过缺陷而另一个线圈超过良好材料时，就会产生差分信号。还有反射和混合探测模式。

交流电 (AC) 通过一个或多个线圈，以在线圈内和线圈周围产生扩展和收缩磁场。当探头靠近导电材料（测试样品）时，这种变化的磁场会在样品中产生涡流。通过线圈磁场和涡流的相互作用，我们可以观察和测量频率、幅度、灵敏度、阻抗和其他特性的变化，这些变化表明测试样品中存在裂纹、空隙或其他缺陷。

影响涡流检测的因素很多

除了频率、振幅、灵敏度等构成涡流检测“配方”的设置外，还有其他因素需要考虑——可能影响涡流流动的因素，包括涡流的特性。被测试的材料或零件。有些是有益的，而有些可能需要调整设置或使用其他技术来补偿效果。

显然，被测材料的电导率——或者我们可以认为电子在材料中流动的难易程度——会影响它产生的涡流的流动，磁导率也是如此。虽然渗透率的测量可用于分拣材料，但此属性可能会带来问题。例如，测试黑色材料时由磁导率变化产生的所谓“噪音”使得在碳钢焊缝上使用涡流测试变得困难。但是，可以通过使用磁饱和、多频检测或差分线圈布置来克服这些问题。

说到噪音——实际的房间噪音是一种物理的、环境因素，它会对涡流测试产生影响。但是，通常可以滤除噪声，以产生更清晰的信号。当测试样品是具有边缘或几何形状发生急剧变化的零件时，涡流可能会出现所谓的“边缘效应”；在边缘附近放置和平衡探头并在该距离处扫描可以避免这种影响。同样，具有复杂几何形状的样品可能会产生错误信号，这是由几何形状的变化而不是材料本身的缺陷引起的。

另一个重要的考虑因素是线圈填充系数，它用于确定被检查的管或棒应在检查线圈内占据多少空间。通过确定线圈和测试样品之间的正确公差，您可以确保样品在扫描期间能够自由移动，同时还可以确保线圈与样品足够接近以产生涡流并正确执行检查。

交流电通过涡流检测线圈的频率会影响涡流场在检测材料中的穿透深度；随着进入材料的深度增加，涡流强度降低。使用涡流检测无法准确测量裂纹的深度，并且该方法也无法检测与涡流平行流动的分层等缺陷。但是，会检测到裂纹、未熔合以及其他垂直于涡流流动的平面不连续性。

ECT擅长金属切割

在 Metal Cutting，我们经常使用涡流检测程序来检查钨和钼棒以及其他金属部件是否存在开裂、点蚀和断裂等潜在问题。我们还利用 ECT 来寻找玻璃对金属密封件中使用的圆棒、扁带和毛细管的表面缺陷。 （您可以在我们的博客 电子产品中玻璃到金属密封的问题中阅读更多相关信息 .)

无论我们是代表客户购买材料还是客户提供材料供我们处理，我们都会与供应商或客户交谈，以了解他们在自己的涡流检测设备上使用的设置。这使我们能够为成功的 ECT 创建相互共享的配方，根据需要调整设置，使用绝对或差分测量，并从一系列线圈尺寸和工具选项中进行选择。对于通过 ECT 线圈的杆，我们还密切关注填充系数，并使用衬套定位杆，使其居中但不接触线圈。

此外，我们经常寻找参考样本作为比较的基础——尤其是当我们检查内部缺陷时，这是看不到的。参考样本允许我们检查是否有可能通过使用我们已建立的 ECT 设置找到我们将要寻找的缺陷。使用具有已知缺陷的样本，我们可以根据需要调整我们的设备设置，以找到特定的、经过验证的缺陷。

很难找到一个好的参考样本。毕竟，您不想切开样本来验证内部缺陷，从而销毁样本以供将来使用 ECT。但是，我们可以使用我们的供应商或客户根据他们的测试认为存在亚表面缺陷并得到先前失败的 ECT 检查证实的样品。对于外部缺陷，我们可以与供应商或客户合作，尝试在零件上创建特定的表面缺陷，然后我们都可以将其用作我们的参考样本。