表面缺陷的涡流检测【摘要】本文主要介绍了我公司的涡流超声检测系统，系统检测规格为30mm-120mm，并通过对比样棒确定设备的涡流检测能力，并通过用不同规格 不同类型生产棒材的表面缺陷，总结涡流检测系统的表面缺陷波形显示特点并验 证，积累表面缺陷涡流检测经验。【关键词】涡流、缺陷、检验能力1. 涡流检测系统的概述这套检测系统主要是通过涡流（EC）和超声（UT）技术，检测棒材潜在的表面 和内部缺陷的。它的检测范围是30mm120mm ；线速度根据棒材的情况不同 分为0.2m/s1.2m/s。涡流检测系统是由一些框架机构组成，这些框架用来固定 探测缺陷的探头。电涡流探头与棒材接触，并将检测到的信号传输到 QuickScan 采集单元，采集单元与 QuickView EC 软件结合使用，对检测数据进行处理1.1涡流检测系统的探头分布涡流检测系统的8个探头，分为 2 套分别安装在 2个垂直板上，分布于4 个层中，如图1所示。探头的位置可用控制系统的马达驱动装置自动调节，以便 适用对各种直径棒材的检测。当传感器探测到有棒材进入到检测系统后，气压缸 推动电涡流探头检测单元，直到与棒材表面接触。探头固定在防磨靴上，防磨靴 在棒材上滑动，以便保护探头。每个探头上分布有 12个线圈单元。每个探头与 多路开关（MUX）相连。最小可探测缺陷尺寸为：纵向缺陷：0.3 mm深，10 mm长横向缺陷：0.3 mm深，10 mm长图 1 涡流检测系统的探头分布2. 涡流检测系统综合能力测试用60mm对比样棒对涡流系统进行综合性能测试，包括误报率、漏报率、盲区、信噪比、稳定性，通过测试结果判断涡流检测系统是否满足 YB/T4083 标 准要求。表 1 60mm 对比样棒信息表库号瑯获型宽度书呑pTHTTID1纵鏑?CnuniJmna1mrnO.ZeqhiD25!3tani1.3mm360O.xULm2.1 对比样棒缺陷检测60mm对比样棒包含两种缺陷，分别是纵向槽和环形伤，具体分布如图2所 示；经过检测，其中缺陷D1可以被相邻探头层同时发现，如图3所示。而缺陷 D2为环形缺陷每层探头都能同时发现。2.2 漏、误报率测试以正常探伤速度连续测试对比试样25次，分别记下人工缺陷的漏、误报次数。系统在人工缺陷处不报警，称为漏报，每漏报1个人工缺陷记1次；而在无人工缺陷处报警称为误报，每次测试中，出现1次或1次以上的误报均记为1次 依据YB/T4083标准，系统的漏报率应不大于1%，误报率不大于3%。对60mm 样棒进行25次过程中，同时记录缺陷漏、误报次数，实测漏报率=0%，误报率=0%。2.3稳定性测试用110mm对比样棒测试涡流检测系统稳定性，记录测试值N1, 2小时后重 新测试记测试值N2,计算系统稳定性波动。实测：二N1-N2=25.5-24.8=0.7dBV 2 dB ;测试结果有轻微波动，依据YB/T4083标准，整套系统连续工作2小时波 动不超过2dB要求，满足标准要求。2.4信噪比测试对60mm对比样棒连续检测30次，记录下每次横向缺陷和纵向缺陷的波幅, 并通过公式计算SNR(dB)。2.5涡流检测系统综合性能测试结论经过60mm对比样棒各项性能测试，误报率0%、漏报率0%、2小时稳定性 V2 dB,信噪比SNR 10dB,综合性能后，盲区为W50mm，均满足YB/T4083标准 要求，故可顺利实施生产棒材检测。3.生产棒材表面缺陷检测3.1纵向表面缺陷的涡流检测3.1.1纵向表面裂纹某些生产棒材由于轧制冷却、退火处理工艺不当，表面会出现一些短细的纵 向裂纹。在检测过程中波形显示为细小尖锐的单波，属短缺陷，在MSD右侧显示, 此类波形属于纵向表面裂纹缺陷。3. 1. 2纵向表面划痕某支GCrl5生产棒材端头表面存在800mm长划痕，在检测过程中缺陷波形显 示连续且较宽，2层和3层探头均有发现，属于纵向长缺陷，在MLD的右侧显示, 此类波形属于纵向表面划痕缺陷。3.2横向表面缺陷的涡流检测3.2.1横向磨痕某支生产棒材端部600mm处存在一处砂轮磨痕，经过检测后，1层和3层探 头均可发现此缺陷。从波形分析，因为此缺陷为横向缺陷，故缺陷波在左侧显示, 如图4。图4横向磨痕及检测图示3.2.2横向磕伤某支生产棒材在流动过程中会造成不同程度的表面磕伤。经过检测后，从波 形分析，波形短，细小，属于短缺陷，在MSD左侧显示，磕伤属于横向缺陷（如 图5所示）。图5磕伤及检测图示3.3双向表面缺陷的涡流检测3.3.1修磨过度某些生产棒材在修磨过程中，会存在修磨过度的现象，导致棒材表面出现缺 陷。经过检测后， 1层和4层探头均可发现此缺陷。从波形分析，此缺陷既属横 向缺陷，又属纵向长缺陷，故此缺陷在MSD双侧显示，在MLD右侧显示。3.4表面缺陷的涡流波形特点从上述横向、纵向缺陷检测图像显示可总结出如下缺陷波形特点：1.纵向缺陷波形在右侧显示，横向缺陷波形在左侧显示；双向缺陷波形在双侧 显示；2.长度面积上细小、短小的缺陷在MSD显示，属短缺陷；3.长度面积上长、大面积的缺陷在MLD显示，属于长缺陷；4.短缺陷波形尖锐，细小；长缺陷波形宽大，有长度。4、结论（1）通过对比样棒缺陷的检测，证明涡流检测系统各项性能指标误报率 0% 漏报率0%、2小时稳定性V2 dB，信噪比SNR 10dB，均满足YB/T4083标准要求。（2）通过各规格生产棒材测试，证明涡流检测系统对不同规格（30mm120mm）、不同类型横向或纵向缺陷、长缺陷或短缺陷均能正常检出。且不同 缺陷类型波形特点不同、波形位置及长度显示不同、整个涡流检测系统检验能力 满足检测要求。（3）根据缺陷波形特点，如波形尖锐细小或宽大，有长度可推断缺陷为长 缺陷或短缺陷；根据缺陷波形左侧或右侧显示，可推断缺陷为横向或纵向缺陷， 有利于缺陷类型、缺陷位置及深度的判别。（4）在以后的使用过程中，除了要按标准规程操作外，需要对设备的涡流 检测系统进行定期的维护、保养，及鉴定和校准，从而保持其检测能力的准确性 延长设备使用寿命。参考文献【1】涡流检测【M】北京：机械工业出版社，1996.