第一節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)渦流檢測(cè)設(shè)備的研制與生產(chǎn)始于60年代初，上海材料 研究 所、北京航空材料 研究 院、北京有色金屬 研究 總院等院所相繼進(jìn)行了多種類型渦流儀的研制工作。上海第四電表廠生產(chǎn)的YY—1l渦流探傷儀是我國(guó)第一臺(tái)批量生產(chǎn)的工業(yè)檢測(cè)渦流儀器。廈門第二電子儀器廠則是我國(guó)第一個(gè)專業(yè)生產(chǎn)渦流儀器的廠家，在建廠初期的五年內(nèi)陸續(xù)推出了7501和7502電導(dǎo)儀、7503和7504膜層測(cè)厚儀，7505便攜式渦流探傷儀、F22管材渦流探傷儀、F23絲材渦流探傷儀及F24電磁渦流分選儀等十余種產(chǎn)品。隨后，北京三環(huán)無損檢測(cè)有限公司、廈門電視大學(xué)工業(yè)檢測(cè)所、愛德森(廈門)電子有限公司、中國(guó)有色金屬工業(yè)卷公司無損檢測(cè)中心、上海冶金檢測(cè)技術(shù)公司、上海聯(lián)合冶金無損檢測(cè)技術(shù) 研究 所、南京仙林儀器廠、寧波寧海探傷機(jī)廠、北京有色金屬 研究 總院設(shè)備研制廠等先后誕生，形成了較有規(guī)模的渦流檢測(cè)設(shè)備生聲基地。加上80年代以來，美國(guó)捷特(北京)公司的設(shè)立和中外合資上海霍士德電磁設(shè)備有限公司的建市，引進(jìn)了不少國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，進(jìn)一步促進(jìn)了儀器設(shè)備的更新?lián)Q代和迅速發(fā)展。

1、管材渦流探傷儀

金屬管材表面或近表面探傷是渦流檢測(cè)的一項(xiàng)重要應(yīng)用。自YY—11管材渦流探傷儀問世以來，國(guó)產(chǎn)管材渦流探傷儀的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)重要階段。

(1)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，儀器性能有較大的更新發(fā)展。如儀器的工作頻率(包括濾波頻率)從單個(gè)變成多檔，零電勢(shì)平衡由手動(dòng)改為自動(dòng)控制，探頭線圈從單一的穿過式發(fā)展到多種型式(如扇形或旋轉(zhuǎn)式等)。具有代表性的儀器有80年代后期的VF—1，VF—2，WTS—100，TC—l000。（北京三環(huán)無損檢測(cè)有限公司及中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司NDT中心）等渦流探傷儀。

(2)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)住管材渦流探傷中的應(yīng)用，儀器的技術(shù)性能有新的突破。利用計(jì)算饑技術(shù)不僅能在檢刪中記憶缺陷位置、控制標(biāo)記、汁算缺陷數(shù)及其尺寸和對(duì)缺陷等級(jí)分類等，且成功地利用微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與圖象更換，在熒光屏上實(shí)現(xiàn)阻抗平面圖形顯示。這種顯示有利于渦流信號(hào)的處理與 分析 ，大大提高了檢測(cè)可信度，是國(guó)產(chǎn)渦流儀性能的一次重大突破。其代表產(chǎn)品有80年代后期研制的TM—128(廈門二電)、ET251(廈門電大工業(yè)檢測(cè)所)、ED—255(廈門愛德森公司)、NE—26B，NE30（中國(guó)有色金屬工業(yè)總公司NDT中心)等。

(3)90年代以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，管材渦流探傷儀的性能向多功能、智能化發(fā)展。如采用多頻檢測(cè)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)混頻和數(shù)據(jù) 分析 處理；多通道渦流檢測(cè)，即用不同通道 分析 檢測(cè)孔狀或條狀缺陷，用一個(gè)探頭同時(shí)進(jìn)行探傷與測(cè)量；利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)控制（增益、相移及濾波等)、數(shù)據(jù) 分析 (波形測(cè)量、缺陷量值估算等)和圖形處理(二維或三維缺陷圖象顯示)等，如EEC——35(廈門愛德森公司)、ET—355(廈門電大工業(yè)檢測(cè)所)全數(shù)字電腦多頻渦流儀。

目前，國(guó)產(chǎn)營(yíng)村渦流探傷設(shè)備的技術(shù)性能已達(dá)到國(guó)外同類設(shè)備的最新水平，并基本形成了兩大流派，一是以單頻檢測(cè)及正弦顯示為基礎(chǔ)在線渦流成套檢測(cè)設(shè)備。這類設(shè)備經(jīng)過多年來生產(chǎn)線上長(zhǎng)期檢驗(yàn)，技術(shù)性能已日臻成熟，且價(jià)格低廉、性能口可靠。配套好、效率高，特別是隨著渦流—超聲組合探飭設(shè)備的應(yīng)用，如VEG—000型(北京三環(huán)無損檢測(cè)有艱公司)，因而在無縫鋼管、焊接鋼管及銅、鋁管等生產(chǎn)線的檢測(cè)領(lǐng)域占有較大比重(目前國(guó)內(nèi)已安裝約400余套)；二是以阻抗 分析 為基礎(chǔ)、以多頻多通道檢測(cè)為手段的數(shù)字化智能渦流檢測(cè)儀。這類設(shè)備能有效的區(qū)分各類缺陷，成功地抑制干擾信號(hào)以提高檢測(cè)可靠性，不僅可應(yīng)用于在線檢測(cè)，而且成功地應(yīng)用于各類熱交換器管(如大啞灣等核電站冷凝器管)等的在線維修檢查。

2、便攜式渦流探傷儀

這類設(shè)備主要用于工件表面或近表面裂紋的手動(dòng)檢查，由于便攜式渦流探傷儀靈敏度高、操作簡(jiǎn)單且使用方便，特別適合于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，因而廣泛應(yīng)用于航空、航天、機(jī)械等部門的零件生產(chǎn)與維修檢查。

3、測(cè)厚儀

電磁渦流法測(cè)厚可分為兩大類，一類是基體金屬上膜層厚度測(cè)量；另一類是金屬板、箔、營(yíng)壁等的厚度測(cè)量。70年代至80年代中期，國(guó)內(nèi)測(cè)量非磁性金屬上絕緣膜層厚度的儀器主要有FQR—7503(廈門二電)和WH—1000(沈陽儀器儀表所)等測(cè)厚儀。測(cè)量磁性金屬上覆蓋層厚度的儀器主要有FQR—7504(廈門二電)和DCH—1(武漢材保所)等測(cè)厚儀。這類儀器技術(shù)性能與70年代國(guó)際同類產(chǎn)品水平相當(dāng)。十余年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)推出了一批數(shù)字化或用微處理器運(yùn)控的智能化測(cè)厚儀，如TC—203（廈門二電)，HCC—25(華陽公司)和MPH—101(武漢材保所)等非磁性金屬膜層厚度測(cè)量?jī)x和HCC—24(華陽公司)，DTH—4(上海材料所)及TT—204(廈門二電）等磁性金屬上非磁性膜層厚度測(cè)量?jī)x。這類儀器大都利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)處理，數(shù)字顯示，并縣有自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)厚度補(bǔ)償?shù)墓δ?，操做?jiǎn)單、穩(wěn)定可靠，技術(shù)性能已接近國(guó)際同類產(chǎn)品的水品。

4、電磁參數(shù)測(cè)量與分選儀

電磁參數(shù)測(cè)量及分選(即材質(zhì)試驗(yàn))是渦流檢測(cè)的另一重要應(yīng)用。許多工廠通過測(cè)量零件的電導(dǎo)率來控制鋁合金零件的質(zhì)量；冶金和機(jī)械等部門則廣泛采用多種材質(zhì)分選儀進(jìn)行鋼種等材料的分選或熱處理狀態(tài)的鑒定等。

5、理論 研究

渦流檢測(cè)是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)的，其基本理論是通過對(duì)處丁檢測(cè)線圈形成的電磁場(chǎng)中的工件及其周圍空間區(qū)域列出麥克斯韋方程及定解條件。然后進(jìn)行求解，以確定檢測(cè)線圈阻抗特性(或感應(yīng)電壓)的變化與被檢工件各影響因素之間的關(guān)系。早在50年代，國(guó)外就用這種方法成功地計(jì)算出多種形式線圈在檢測(cè)不同形狀工件時(shí)的阻抗特性，并研制出了以阻抗 分析 法為原理的渦流儀器，推動(dòng)了渦流檢測(cè)在工業(yè)中的應(yīng)用。我國(guó)對(duì)渦流檢測(cè)理論的 研究 起步較晚，80年代才發(fā)表了若干較有分量的 研究 論文，如“渦流檢測(cè)的有限元模型和表面渦流探頭的有限元 分析 ”和“B樣條有限元法數(shù)值計(jì)算線圈阻抗”等，給出了應(yīng)用二維有限元法來 分析 計(jì)算線圈阻抗的方法和初步結(jié)果。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用模糊計(jì)算推理和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行多種信號(hào)處理與模式識(shí)別的 研究 受到普遍重視，引起了試圖用該技術(shù)解決渦流榆測(cè)信號(hào)處理問題的興趣。1990年前后，美國(guó)首先報(bào)道了有關(guān)的 研究 成果及其在核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器管道維修檢查中的實(shí)際應(yīng)用。近年來，我國(guó)以清華大學(xué)和南京航空航天大學(xué)為代表的大專院校和科研單位，在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和三維缺陷阻抗圖的 研究 方面撰寫了很多有參考價(jià)值的論文，如“人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在渦流檢測(cè)中的應(yīng)用”、“用神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)識(shí)別渦流檢測(cè)信號(hào)”、“不銹鋼管表面缺損渦流檢測(cè)信號(hào)的仿真計(jì)算”及”三維探傷渦流場(chǎng)及其逆問題的 研究 ”等。以神經(jīng)同絡(luò)的 研究 為例，用BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了渦流檢測(cè)信號(hào)識(shí)別的可行性理論 分析 和程序設(shè)計(jì)，并對(duì)相應(yīng)試件的信號(hào)進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，取得了令人樂觀的實(shí)際結(jié)果，已接近發(fā)達(dá)國(guó)家的 研究 水平，推動(dòng)了我國(guó)渦流檢測(cè)理論的發(fā)展。

第二節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或流程

鋼鐵是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少的重要材料，特別是建筑工程、車輛制造中使用的棒材、板材，其材質(zhì)影響到產(chǎn)品質(zhì)量甚至生命安全。金屬在交變磁場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生渦流，根據(jù)渦流的大小及分布可檢測(cè)出鐵磁性和非鐵磁性材料的缺陷。金屬渦流探傷儀是一種基于渦流檢測(cè)原理來探測(cè)鋼鐵棒材、板材是否存在裂紋、氣孔等缺陷的設(shè)備，它具有抑制干擾信號(hào)、拾取有用信息的功能，其組成原理框圖如下圖所示，該儀器由振蕩器、探頭線圈、信號(hào)檢波裝置、測(cè)量比較電路、信號(hào)處理報(bào)警顯示及電源等幾部分組成，主要用于金屬材料的無損探傷。

渦流儀的原理框圖

典型渦流儀功能框圖

第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 分析

1、渦流檢測(cè)探頭是檢測(cè)設(shè)備的關(guān)鍵器件。目前，有關(guān)探頭設(shè)計(jì)的理論 研究 尚不充分，探頭的制作多是憑經(jīng)驗(yàn)或依據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。通過理論 分析 來進(jìn)行探頭參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)是很重要的 研究 課題。我國(guó)雖有不少單位研制了多種型式的探頭，但與國(guó)外相比，品種仍不多，有必要加緊研制適于各種應(yīng)用場(chǎng)合的高性能新式探頭。

2、大力 研究 和發(fā)展成象技術(shù)。如在管材探傷中，用多頻技術(shù)提取管子內(nèi)外表面及內(nèi)部缺陷渦流信號(hào)．并利用微機(jī)對(duì)不同渦流信號(hào)的圖象進(jìn)行 分析 與識(shí)別，然后在熒光屏上顯示的管子截面圖象中準(zhǔn)確地表示出來。目前，國(guó)外這方面 研究 成果報(bào)道較多。國(guó)內(nèi)亦有各種C掃描成象裝置的應(yīng)用，但需進(jìn)一步 研究 ，以圖在缺陷定性定量 分析 上有所進(jìn)展。

3、隨著我國(guó)石油、天然氣、電力等工程建設(shè)的發(fā)展，管道檢測(cè)必將引起人們的高度重視。由于遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)對(duì)金屬管子(特別是鐵磁性管)內(nèi)部缺陷的檢測(cè)很靈敏，是各種長(zhǎng)距離管道維修檢查的有效辦法。可以預(yù)見，遠(yuǎn)場(chǎng)渦流技術(shù)的 研究 和應(yīng)用在我國(guó)將得到進(jìn)一步的發(fā)展。

4、渦流方法對(duì)金屬材料表面電磁性能非常敏感，通過對(duì)金屬材料表面渦流效應(yīng)與材料表面性能之間關(guān)系的 研究 分析 ，可實(shí)現(xiàn)金屬材料表面質(zhì)量的評(píng)價(jià)。因此，應(yīng)用渦流檢剁技術(shù)進(jìn)行金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展、開裂、金屬加工中的磨削燒傷及殘余應(yīng)力的 研究 將更多地引起人們的關(guān)注，并可望得到突破性的進(jìn)展。

5、渦流／超聲一體化檢測(cè)技術(shù)。由于射線和超聲屬內(nèi)部檢測(cè)，對(duì)材料內(nèi)部深層和亞表面缺陷較敏感，但對(duì)表面缺陷不敏感，而滑流、磁粉及滲透屬表面檢測(cè)方法，因此，如何充分利用各種無損檢測(cè)方法的長(zhǎng)處，相互結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以提高檢測(cè)的全面性、可靠性和靈敏度，一直是令人關(guān)注的 研究 課題。近年來，國(guó)內(nèi)外均有渦流／超聲一體化檢測(cè)系統(tǒng)研制成功并應(yīng)用于生產(chǎn)的報(bào)道。隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，渦流／超聲一體化檢測(cè)技術(shù)可望得到新的發(fā)展與廣泛應(yīng)用。

隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)無損檢測(cè)提出的更新要求，以及電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，可以預(yù)見，渦流檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用必將日趨廣泛并進(jìn)一步發(fā)展。

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