无氧铜管、精炼铜管和铜合金管,材料中含铜量占较大比例的管子,统称為(wèi)铜管,它们具有(yǒu)优良的导電(diàn)性能(néng)和导热性能(néng)。所以,发電(diàn)厂里的各种零部件、化工设备中的热交换器配管,以及空调装置中的冷却管道等,往往采用(yòng)这种类型的铜管。(1)探伤方法及装置
铜和铜合金管的涡流检测方法,按使用(yòng)的探头形式分(fēn)类,有(yǒu)穿过式線(xiàn)圈法、旋转式点探头法、内插式線(xiàn)圈法三种。
由于铜和铜合金管的生产速度较高(有(yǒu)100米/分(fēn)以上),所以特别适合于穿过式方法的涡流检查。除了可(kě)做成品阶段的探伤外,因為(wèi)生产过程中管的尺寸变化、材质温度变化等对探伤的影响都很(hěn)小(xiǎo),所以也很(hěn)容易在中间品阶段进行探伤检查。中间品阶段的探伤一般是放在热处理(lǐ)之后定尺切断之前进行。铜及铜合金的穿过式探伤一般使用(yòng)自比式線(xiàn)圈,这种線(xiàn)圈对沿管線(xiàn)方向分(fēn)布的長(cháng)条状缺陷的检出灵敏度较低。
穿过式的探伤装置包括:涡流探头,涡流探伤仪,打标装置,报警,好坏管的分(fēn)料机构。如果是离开生产作业線(xiàn)的探伤,还应包括传送装置和上下料机构等。
(2)对比试样
铜及铜合金管涡流探伤使用(yòng)的标准样管的人工缺陷通常采用(yòng)國(guó)家所规定的标准。穿过式探伤使用(yòng)的人工缺陷大都是通孔或半通孔。
对于一般的穿过式涡流探伤,需要确定的检测参数有(yǒu)探伤速度、填充系数、探伤频率、放大器增益、检波相位、滤波频带、报警電(diàn)平等。对于铜及铜合金管的涡流探伤,由于它们的材质特性和较高的探伤速度,所以在上述诸条件中,探伤频率和填充系数的选定尤為(wèi)重要。
①探伤频率的选择
探伤频率与检出缺陷灵敏度关系较大,在选择探伤频率的时候,除了要考虑所需检出缺陷的位置(内壁或外壁)、形状和大小(xiǎo),还要兼顾考虑检测線(xiàn)圈的長(cháng)度、探伤速度等因素。
经验告诉我们,对于铜和铜合金管的探伤,在采用(yòng)穿过式線(xiàn)圈时,探伤频率一般选择在1~100kHz范围。
在使用(yòng)穿过式方法进行探伤时,对于不同直径和壁厚的铜和铜合金管,探伤频率的选择亦不一样。一般来说,管径越大,壁厚越厚,使用(yòng)的频率越低,反之则越高。表1推荐了一些不同直径和壁厚铜管使用(yòng)的探伤频率,供参考。
表1 直径、壁厚与频率的关系
外径(mm) | 壁厚(mm) | 频率(kHz) |
20以下 | 小(xiǎo)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:以上介绍的直径、壁厚与频率关系适用(yòng)于在線(xiàn)探伤,而对役探伤的探伤频率则要高几倍才有(yǒu)较好的相位分(fēn)离角。
②填充系数的选择
一般来说,填充系数η越大,探伤灵敏度越高,但擦伤管子表面的可(kě)能(néng)性也越大。故*佳填充系数η的选择,要综合考虑探伤灵敏度、探伤速度、管子的直径大小(xiǎo)和管子的弯曲度等各种因素。对于铜和铜合金管,由于探伤速度较高,一般标准中规定η达到60%就够了。表2给出了不同口径的铜及铜合金管选择填充率的参考值。
表2 線(xiàn)圈直径的选择
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(xiàn)圈内径 do:管外径
(4)影响因素
通常影响涡流探伤结果的因素很(hěn)多(duō),材质变化、工件和检测線(xiàn)圈的尺寸、缺陷的形状及所处位置、探伤条件等等,都影响着对探伤结果的正确评价。在铜及铜合金管的涡流探伤中,大多(duō)以穿过式線(xiàn)圈方法為(wèi)主,现就各种影响因素简述如下:
①缺陷:包括缺陷的深度、長(cháng)度和宽度、缺陷所处的位置(内表面、外表面)、缺陷的种类(孔、槽)等。
②材质:铜及铜合金管的材质对涡流探伤的影响主要體(tǐ)现在電(diàn)导率方面,同一合金成分(fēn)的材质中,偏析、残留应力等都会引起電(diàn)导率的差异。
③管的尺寸和填充系数:管径变化直接影响填充率的大小(xiǎo)。
④管壁厚度:铜管壁厚变化时引起的噪声信号。
⑤管与检测線(xiàn)圈相对位置:当铜管在穿过式線(xiàn)圈内部通过时难免有(yǒu)振动发生,这种振动会使管子与線(xiàn)圈之间的相对位置发生变化。
⑥速度波动:铜及铜合金管的涡流探伤以每分(fēn)钟100米或更高的速度进行。当管子运动速度发生变化时也影响着缺陷的指示。举例来说,传送速度在120m/min的情况下,速度的波动应不大于±10%。