渦流檢測原理

將通有交流電的線圈置于待測的金屬板上或套在待測的金屬管外(見圖)。這時線圈內(nèi)及其附近將產(chǎn)生交變磁場，使試件中產(chǎn)生呈旋渦狀的感應交變電流，稱為渦流。渦流的分布和大小，除與線圈的形狀和尺寸、交流電流的大小和頻率等有關(guān)外，還取決于試件的電導率、磁導率、形狀和尺寸、與線圈的距離以及表面有無裂紋缺陷等。因而，在保持其他因素相對不變的條件下，用一探測線圈測量渦流所引起的磁場變化，可推知試件中渦流的大小和相位變化，進而獲得有關(guān)電導率、缺陷、材質(zhì)狀況和其他物理量(如形狀、尺寸等)的變化或缺陷存在等信息。但由于渦流是交變電流，具有集膚效應，所檢測到的信息僅能反映試件表面或近表面處的情況。

按試件的形狀和檢測目的的不同，可采用不同形式的線圈,通常有穿過式、探頭式和插入式線圈3種。穿過式線圈用來檢測管材、棒材和線材，它的內(nèi)徑略大于被檢物件，使用時使被檢物體以一定的速度在線圈內(nèi)通過，可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、凹坑等缺陷。探頭式線圈適用于對試件進行局部探測。應用時線圈置于金屬板、管或其他零件上，可檢查飛機起落撐桿內(nèi)筒上和渦輪發(fā)動機葉片上的疲勞裂紋等。插入式線圈也稱內(nèi)部探頭，放在管子或零件的孔內(nèi)用來作內(nèi)壁檢測，可用于檢查各種管道內(nèi)壁的腐蝕程度等。為了提高檢測靈敏度，探頭式和插入式線圈大多裝有磁芯。渦流法主要用于生產(chǎn)線上的金屬管、棒、線的快速檢測以及大批量零件如軸承鋼球、汽門等的探傷(這時除渦流儀器外尚須配備自動裝卸和傳送的機械裝置)、材質(zhì)分選和硬度測量，也可用來測量鍍層和涂膜的厚度。

渦流檢測時線圈不需與被測物直接接觸，可進行高速檢測,易于實現(xiàn)自動化,但不適用于形狀復雜的零件,而且只能檢測導電材料的表面和近表面缺陷,檢測結(jié)果也易于受到材料本身及其他因素的干擾。

1、對于金屬管、棒、線材的檢測，不需要接觸，也無需要耦合介質(zhì)。所以檢測速度高，易于實現(xiàn)自動化檢測，特別適合在線普檢。

2、對于表面缺陷的探測靈敏度很高，且在一定范圍內(nèi)具有良好的線性指示，可對大小不同缺陷進行評價，所以可以用作質(zhì)量管理與控制。

3、影響渦流的因素很多，如裂紋、材質(zhì)、尺寸、形狀及電導率和磁導率等。采用特定的電路進行處理，可篩選出某一因素而抑制其他因素，由此有可能對上述某單獨影響因素進行有效的檢測。

4、由于檢查時不需接觸工件又不用耦合介質(zhì)，所以可進行高溫下的檢測。由于探頭可伸入到遠處作業(yè)，所以可對工件的狹窄區(qū)域及深孔壁(包括管壁)等進行檢測。

5、由于采用電信號顯示，所以可存儲、再現(xiàn)及進行數(shù)據(jù)比較和處理。

6、渦流探傷的對象必須是導電材料，且由于電磁感應的原因，只適用于檢測金屬表面缺陷，不適用檢測金屬材料深層的內(nèi)部缺陷。

7、金屬表面感應的渦流的滲透深度隨頻率而異，激勵頻率高時金屬表面渦流密度大，隨著激勵頻率的降低，渦流滲透深度增加，但表面渦流密度下降，所以探傷深度與表面?zhèn)麢z測靈敏度是相互矛盾的，很難兩全。當對一種材料進行渦流探傷時，須要根據(jù)材質(zhì)、表面狀態(tài)、檢測標準作綜合考慮，然后再確定無損檢測方案與技術(shù)參數(shù)。

8、采用穿過式線圈進行渦流探傷時，線圈覆蓋的是管、棒或線材上一段長度的圓周，獲得的信息是整個圓環(huán)上影響因素的累積結(jié)果，對缺陷所處圓周上的具體位置無法判定。

9、旋轉(zhuǎn)探頭式渦流探傷方法可準確探出缺陷位置，靈敏度和分辨率也很高，但檢測區(qū)域狹小，在檢驗材料需作全面掃查時，檢驗速度較慢。

10、渦流探傷至今還是處于當量比較檢測階段，對缺陷做出準確的定性定量判斷尚待開發(fā)。