留言咨詢

使用NORTEC 600渦流探傷儀--渦流方式進(jìn)行腐蝕探測(cè)和測(cè)量

【關(guān)于腐蝕】

腐蝕是金屬材料受到化學(xué)物質(zhì)（或電化物質(zhì)）的侵襲而退化變質(zhì)的一種現(xiàn)象。腐蝕現(xiàn)象通常由環(huán)境因素引起（常見(jiàn)的因素是水），有時(shí)也會(huì)因接觸到其它材料而引起。產(chǎn)品受到腐蝕的區(qū)域不具有導(dǎo)電性，因此我們可以使用渦流技術(shù)對(duì)被檢材料的厚度減薄情況進(jìn)行測(cè)量。
我們使用一臺(tái)渦流儀器和探頭可以探測(cè)到材料的腐蝕情況，而且通過(guò)使用某種特定的程序，還經(jīng)?？梢詫?duì)腐蝕區(qū)域完成定量性測(cè)量。

有以下幾種腐蝕情況： ? 均勻覆蓋住整個(gè)表面的均勻腐蝕 ? 分布不均勻，且單個(gè)侵蝕區(qū)域較小、較深的點(diǎn)蝕（凹陷小坑） ? 沿著細(xì)長(zhǎng)晶粒方向?qū)訉油七M(jìn)的剝落腐蝕 ? 沿著晶粒邊緣生發(fā)的晶間腐蝕

在很多情況下，特別是在航空航天工業(yè)中，被檢材料一般為某種鋁合金，因此這里我們將重點(diǎn)講述對(duì)鋁合金的檢測(cè)應(yīng)用。使用渦流技術(shù)通常探測(cè)不到鋼材料中的腐蝕情況，盡管有一些例外，如：常用于管道檢測(cè)的反射遠(yuǎn)場(chǎng)技術(shù)。

如何選擇設(shè)備？

? 儀器：要對(duì)材料的腐蝕情況進(jìn)行探測(cè)，應(yīng)該選擇具有高增益和低漂移特性的儀器，而且在反射（發(fā)射-接收）模式下完成操作。低通濾波器（LPF）也是一個(gè)非常有用的功能，可以減少在使用某些探頭時(shí)或經(jīng)常在高增益設(shè)置中出現(xiàn)的背景噪聲。 ? 探頭：適合的探頭通常是直徑小于12毫米的反射點(diǎn)/面型探頭，雖然有時(shí)為了覆蓋較大的區(qū)域，也會(huì)使用直徑較大的探頭。特殊的低噪聲、高增益、反射型探頭專門為探測(cè)鋁合金中的腐蝕而設(shè)計(jì)。 ? 參考標(biāo)準(zhǔn)試塊：可以使用一種階梯楔塊型參考標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行校準(zhǔn)，這個(gè)參考試塊需具有與被測(cè)區(qū)域相似的電導(dǎo)率和厚度。試塊上厚度減少了10%、20%和30%的階梯為校準(zhǔn)中常用的區(qū)域。

單層材料的腐蝕探測(cè)

這是容易探測(cè)到的腐蝕情況。當(dāng)材料只有一層時(shí)，儀器可以很高的靈敏度探測(cè)到材料的腐蝕缺陷，而且可以顯示出低達(dá)1%的厚度減薄情況。然而，在使用如此高的增益時(shí)，也會(huì)使用戶看到其它方面的變化，如：電導(dǎo)率，甚至鋁板軋制狀態(tài)的變化，盡管這些變化通常都非常緩慢。頻率雖然不是關(guān)鍵因素，但是我們通常會(huì)將頻率設(shè)置為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的穿透深度。

對(duì)于這類檢測(cè)，使用一個(gè)（與被測(cè)材料相同或相似的）參考標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行校準(zhǔn)，試塊上需帶有代表5%、10%和20%厚度減薄的區(qū)域，因?yàn)檫@樣可以對(duì)材料中的淺層腐蝕進(jìn)行較好的評(píng)估（參見(jiàn)上圖）	上圖中的阻抗圖表明由厚度減薄引起的出現(xiàn)在厚度曲線上的缺陷指示。腐蝕的評(píng)估通過(guò)比較不同的厚度讀數(shù)而完成。在使用標(biāo)準(zhǔn)試塊完成了校準(zhǔn)后，可能需要為被測(cè)材料重新平衡儀器，因?yàn)樾?zhǔn)試塊和被測(cè)材料的電導(dǎo)率會(huì)有所不同。增益不需要重新調(diào)整。

雙層材料的腐蝕

當(dāng)兩片鋁板被接合在一起時(shí)，要探測(cè)鋁板的腐蝕情況會(huì)比較困難，要對(duì)其腐蝕區(qū)域進(jìn)行測(cè)量則更是難上加難。測(cè)量雙層材料腐蝕區(qū)域的主要問(wèn)題是兩層蒙皮之間存在的氣隙會(huì)變化不定，從而會(huì)干擾測(cè)量操作，使操作人員誤將其認(rèn)為是腐蝕缺陷。對(duì)于探頭來(lái)說(shuō)，氣隙看起來(lái)像是一種厚度減薄情況，盡管其在圖中表現(xiàn)的行程會(huì)稍微有些不同，實(shí)際上，這點(diǎn)不同不足以對(duì)氣隙的存在做出肯定的判斷。腐蝕產(chǎn)品也會(huì)產(chǎn)生一種氣隙，這就使情況變得更為復(fù)雜。
可以使用3種不同的技術(shù)對(duì)腐蝕區(qū)域進(jìn)行探測(cè)和測(cè)量：
1）有限穿透方式
2）雙頻方式
3）變頻方式

有限穿透方式	雙頻方式	變頻方式
這種檢測(cè)方式需要將穿透深度限制在第一層，從而可以避免氣隙所產(chǎn)生的任何會(huì)引起混亂的信號(hào)指示。這種方式的主要局限性是渦流的密度會(huì)在第一層的遠(yuǎn)端明顯降低，從而使渦流對(duì)腐蝕的靈敏度減少10%。幸運(yùn)的是，我們可以很容易地發(fā)現(xiàn)高于這個(gè)靈敏度水平的腐蝕情況。	要進(jìn)行這種檢測(cè)，需要使用一臺(tái)雙頻儀器和一個(gè)具有較寬頻率范圍的探頭。雙頻方式使用兩個(gè)不同的頻率，以消除來(lái)自氣隙的信號(hào)。第二個(gè)頻率，雖然通常是兩倍的檢測(cè)頻率，但還是具備了檢測(cè)兩層材料的穿透能力。除了要使用常規(guī)類型的參考標(biāo)準(zhǔn)試塊，還需要使用一個(gè)可以充當(dāng)變化的氣隙的物件進(jìn)行校準(zhǔn)（這里使用紙片就可以），如圖4所示。	這種方式只用于測(cè)量。 在進(jìn)行測(cè)量之前，要使用一個(gè)能夠穿透兩層被測(cè)材料的頻率，完成探測(cè)操作。要做到這點(diǎn)，需要加上材料的厚度，并使用標(biāo)準(zhǔn)的穿透深度（參見(jiàn)本文前面說(shuō)明的探測(cè)單層材料腐蝕缺陷的程序）。只要沒(méi)有探測(cè)到超出合格區(qū)域的信號(hào)，就可以認(rèn)為材料結(jié)構(gòu)為合格。
隨著頻率的增加，厚度指示會(huì)沿著順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)。圖5表明探頭從雙層蒙皮區(qū)域（B）移動(dòng)到單層蒙皮區(qū)域時(shí)阻抗圖所出現(xiàn)的變化。后期，頻率會(huì)達(dá)到這種情況：缺陷指示變?yōu)樗椒较?，在兩點(diǎn)之間（B點(diǎn)和C點(diǎn)）不會(huì)有垂直波幅差。 通常會(huì)為用戶提供一個(gè)表明厚度與檢測(cè)頻率關(guān)系的圖表。操作點(diǎn)對(duì)應(yīng)于約1.5倍的標(biāo)準(zhǔn)穿透深度（可以使用Nortec渦流滑動(dòng)規(guī)則功能計(jì)算操作點(diǎn)的位置）。		辨別出可疑的區(qū)域后，在表面上小心地標(biāo)出腐蝕嚴(yán)重的位置，然后通過(guò)比較用作平衡點(diǎn)的已知合格區(qū)域，完成進(jìn)一步檢測(cè)。這個(gè)合格區(qū)域要盡可能靠近腐蝕區(qū)域，以避免出現(xiàn)其它變化情況（參見(jiàn)圖8）。在使用每個(gè)頻率進(jìn)行測(cè)量的步驟中，探頭都要在合格區(qū)域上得到平衡（并將提離信號(hào)設(shè)為水平方向），然后再將探頭放置在標(biāo)出的可疑位置上。
	使用第二個(gè)頻率（F2）探測(cè)到的氣隙信號(hào)，要在波幅和相位上被盡量調(diào)整為接近使用第一個(gè)頻率獲得的信號(hào)，然后再將兩個(gè)信號(hào)相減（F1-F2），以*大程度地減小氣隙信號(hào)（圖6）。盡管這種消除操作也會(huì)減小腐蝕信號(hào)，但是減小后的腐蝕信號(hào)的相位和波幅仍然可以表現(xiàn)出可被發(fā)現(xiàn)的足夠差別。第二層遠(yuǎn)端的腐蝕也可以被探測(cè)到。要完成腐蝕嚴(yán)重程度的測(cè)量，需要將腐蝕情況與參考標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行比較。腐蝕信號(hào)指示與圖7中的信號(hào)相似。
	使用雙頻方式要注意的主要問(wèn)題是要非常仔細(xì)地進(jìn)行校準(zhǔn)，而且校準(zhǔn)要花費(fèi)很多時(shí)間。與較厚的蒙皮相比，這種方式在測(cè)量薄層材料時(shí)效果更好。	當(dāng)頻率增加時(shí)，可疑腐蝕點(diǎn)將在順時(shí)針?lè)较蛏弦苿?dòng)（參見(jiàn)圖9），直到這個(gè)點(diǎn)達(dá)到與平衡點(diǎn)相同的垂直波幅（這個(gè)點(diǎn)在提離線的右側(cè)并與提離線處于同一個(gè)水平）。
航空無(wú)損檢測(cè)手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕探測(cè)程序使用這種方法進(jìn)行檢測(cè)，而且使用帶有10%、20%和30%厚度減薄區(qū)域的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)試塊進(jìn)行校準(zhǔn)（上圖4）。希望獲得的顯示視圖如上圖5所示，圖中的水平增益降低了約6 dB。 由于蒙皮在額定厚度和電導(dǎo)率方面的變化，以及所用探頭的不同，還需要核查被測(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)渦流的響應(yīng)。如前所述，這項(xiàng)工作要通過(guò)先將探頭放置在雙層區(qū)域，然后再將探頭放置在單層區(qū)域上完成。在兩種情況下，圖中的點(diǎn)應(yīng)該處于相同的垂直位置上，從而可保證來(lái)自第二層的干擾減小到非常低程度。增益不需要重新調(diào)整。		注釋： 由于頻率增加時(shí)穿透能力會(huì)降低，因此要根據(jù)需求提高增益，以清楚地看到可疑的腐蝕信號(hào)。這種方式只依靠相位，因此波幅因素?zé)o關(guān)緊要。 如果需要，還可以使用這種方法估算第二層遠(yuǎn)端的厚度減薄程度，但是估算結(jié)果的準(zhǔn)確度還要取決于層間氣隙的一致性。 當(dāng)達(dá)到了*高頻率時(shí)，需要在圖表中找到與這個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的合格材料的剩余厚度。操作方式如下： ? 使用在1.5倍穿透深度設(shè)置的Nortec渦流滑動(dòng)規(guī)則，找到相應(yīng)的厚度。 ? 使用用于計(jì)算有限穿透方式的圖表，核查相應(yīng)的厚度。

---

推薦使用設(shè)備以及配件

NORTEC 600 這款袖珍便攜、堅(jiān)固耐用的NORTEC 600渦流探傷儀體現(xiàn)了奧林巴斯在渦流缺陷探測(cè)方面的技術(shù)進(jìn)步。NORTEC 600配有鮮明清晰的5.7英寸VGA彩色顯示屏，并提供真正的全屏模式，可以生成由用戶選擇的對(duì)比度很高的渦流信號(hào)。	渦流探頭 渦流探頭包含奧林巴斯所購(gòu)買的Nortec品牌探頭和NDT工程探頭。我們提供10000多種標(biāo)準(zhǔn)的和用戶定制的渦流探頭、標(biāo)準(zhǔn)參考試塊及配件。	點(diǎn)探頭 點(diǎn)探頭用于發(fā)現(xiàn)材料表面以上和表面以下的缺陷。這類探頭較大的線圈直徑和低頻操作的特點(diǎn)不僅非常有利于掃查較大的區(qū)域，而且可以探測(cè)到更大尺寸的缺陷，可探測(cè)的缺陷尺寸一般相當(dāng)于探頭直徑的一半。