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銅管渦流探傷理論分析
無(wú)氧銅管,、精煉銅管和銅合金管,，材料中含銅量占較大比例的管子,，統(tǒng)稱為銅管,，它們具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能。所以，發(fā)電廠里的各種零部件,、化工設(shè)備中的熱交換器配管,，以及空調(diào)裝置中的冷卻管道等，往往采用這種類型的銅管,。
（1）探傷方法及裝置
銅和銅合金管的渦流檢測(cè)方法，按使用的探頭形式分類,，有穿過(guò)式線圈法,、旋轉(zhuǎn)式點(diǎn)探頭法、內(nèi)插式線圈法三種,。
由于銅和銅合金管的生產(chǎn)速度較高（有100米／分以上）,，所以特別適合于穿過(guò)式方法的渦流檢查。除了可做成品階段的探傷外,，因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中管的尺寸變化,、材質(zhì)溫度變化等對(duì)探傷的影響都很小，所以也很容易在中間品階段進(jìn)行探傷檢查,。中間品階段的探傷一般是放在熱處理之后定尺切斷之前進(jìn)行,。銅及銅合金的穿過(guò)式探傷一般使用自比式線圈，這種線圈對(duì)沿管線方向分布的長(zhǎng)條狀缺陷的檢出靈敏度較低,。
穿過(guò)式的探傷裝置包括：渦流探頭,，渦流探傷儀，打標(biāo)裝置,，報(bào)警,，好壞管的分料機(jī)構(gòu)。如果是離開(kāi)生產(chǎn)作業(yè)線的探傷,，還應(yīng)包括傳送裝置和上下料機(jī)構(gòu)等,。
（2）對(duì)比試樣
銅及銅合金管渦流探傷使用的標(biāo)準(zhǔn)樣管的人工缺陷通常采用國(guó)家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。穿過(guò)式探傷使用的人工缺陷大都是通孔或半通孔,。
對(duì)于一般的穿過(guò)式渦流探傷,，需要確定的檢測(cè)參數(shù)有探傷速度、填充系數(shù),、探傷頻率,、放大器增益、檢波相位,、濾波頻帶,、報(bào)警電平等。對(duì)于銅及銅合金管的渦流探傷,，由于它們的材質(zhì)特性和較高的探傷速度,，所以在上述諸條件中，探傷頻率和填充系數(shù)的選定尤為重要。
①探傷頻率的選擇
探傷頻率與檢出缺陷靈敏度關(guān)系較大,，在選擇探傷頻率的時(shí)候,，除了要考慮所需檢出缺陷的位置（內(nèi)壁或外壁）、形狀和大小,，還要兼顧考慮檢測(cè)線圈的長(zhǎng)度,、探傷速度等因素。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們,，對(duì)于銅和銅合金管的探傷,，在采用穿過(guò)式線圈時(shí)，探傷頻率一般選擇在1~100kHz范圍,。
在使用穿過(guò)式方法進(jìn)行探傷時(shí),，對(duì)于不同直徑和壁厚的銅和銅合金管，探傷頻率的選擇亦不一樣,。一般來(lái)說(shuō),，管徑越大，壁厚越厚,，使用的頻率越低,，反之則越高。表1推薦了一些不同直徑和壁厚銅管使用的探傷頻率,，供參考,。
表1 直徑、壁厚與頻率的關(guān)系
| 外徑（mm） | 壁厚（mm） | 頻率（kHz） |
| 20以下 | 小于1.5 | 16 |
| 20以下 | 大于1.5 | 8 |
| 20－28 | 大于1.5 | 8 |
| 28－50 | 大于1.5 | 4 |
注：以上介紹的直徑,、壁厚與頻率關(guān)系適用于在線探傷,，而對(duì)役探傷的探傷頻率則要高幾倍才有較好的相位分離角。
②填充系數(shù)的選擇
一般來(lái)說(shuō),，填充系數(shù)η越大,，探傷靈敏度越高，但擦傷管子表面的可能性也越大,。故*填充系數(shù)η的選擇,，要綜合考慮探傷靈敏度、探傷速度,、管子的直徑大小和管子的彎曲度等各種因素,。對(duì)于銅和銅合金管，由于探傷速度較高,，一般標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定η達(dá)到60％就夠了,。表2給出了不同口徑的銅及銅合金管選擇填充率的參考值。
表2 線圈直徑的選擇
| do（mm） | D-do（mm） |
| < 10 | 1.5以下 |
| 10-15 | 2.0以下 |
| 15-25 | 2.5以下 |
| 25-35 | 3.0以下 |
| 35-50 | 4.0以下 |
D：線圈內(nèi)徑 do：管外徑
（4）影響因素
通常影響渦流探傷結(jié)果的因素很多,，材質(zhì)變化,、工件和檢測(cè)線圈的尺寸,、缺陷的形狀及所處位置、探傷條件等等,，都影響著對(duì)探傷結(jié)果的正確評(píng)價(jià),。在銅及銅合金管的渦流探傷中，大多以穿過(guò)式線圈方法為主,，現(xiàn)就各種影響因素簡(jiǎn)述如下：
①缺陷：包括缺陷的深度,、長(zhǎng)度和寬度、缺陷所處的位置（內(nèi)表面,、外表面）,、缺陷的種類（孔、槽）等,。
②材質(zhì)：銅及銅合金管的材質(zhì)對(duì)渦流探傷的影響主要體現(xiàn)在電導(dǎo)率方面，同一合金成分的材質(zhì)中,，偏析,、殘留應(yīng)力等都會(huì)引起電導(dǎo)率的差異。
③管的尺寸和填充系數(shù)：管徑變化直接影響填充率的大小,。
④管壁厚度：銅管壁厚變化時(shí)引起的噪聲信號(hào),。
⑤管與檢測(cè)線圈相對(duì)位置：當(dāng)銅管在穿過(guò)式線圈內(nèi)部通過(guò)時(shí)難免有振動(dòng)發(fā)生，這種振動(dòng)會(huì)使管子與線圈之間的相對(duì)位置發(fā)生變化,。
⑥速度波動(dòng)：銅及銅合金管的渦流探傷以每分鐘100米或更高的速度進(jìn)行,。當(dāng)管子運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化時(shí)也影響著缺陷的指示。舉例來(lái)說(shuō),，傳送速度在120m/min的情況下,，速度的波動(dòng)應(yīng)不大于±10％。