1.应用背景

    焊接缺陷是指焊接接头部位在焊接过程中形成的缺陷。焊接缺陷包括气孔、夹渣、未焊透、未熔合、裂纹、凹坑、咬边、焊瘤等。其中凹坑、咬边、焊瘤及表面裂纹属表面缺陷，其他缺陷（包括内部埋藏裂纹）均属埋藏缺陷。

    现阶段表面裂纹的检测还是以磁粉（MT）和渗透（PT）检测为主，而这两种技术的主要问题有两个：

    （1）MT和PT检测会污染环境

    （2）PT检测需要去除表面漆层

    （3）MT只对碳钢材料检测比较理想，其他非铁磁性材料效果一般

    （4）检测效率较低尤其是对于在役检测来说，不需要去除漆层的高效检测方法成为表面缺陷检测的主要诉求。而涡流检测由于其快速高效及无需去除漆层的特点，使其检测焊缝表面缺陷成为可能。

    但由于常规的涡流技术检测平面工件适用，但检测焊缝类工件，由于焊缝表面是凹凸不平的，即使是柔性涡流探头也无法完全贴合焊缝表面，而由于涡流的提离效应影响，导致检测效果不佳。

    2.检测原理

    适用带有提离补偿功能的柔性涡流阵列探头MagnaForm，可以有效地解决上述问题，使涡流检测焊缝成为可能。

    其内部的柔性探头如下：

    它使用正交方形线圈结构，以实现提离信号的自动补偿。

    它包含两种不同的模式：

    （1）提离测量模式：可提供强烈而稳定的提离信号，同时检测信号强度较低。

    （2）检测模式：可提供较高的检测信号，但提离信号较弱。

    这样在焊缝检测中，可以利用实时测量的提离信号，并结合缺陷信号，得到最终带提离补偿的检测结果。

    经过提离补偿以后，可以提高焊缝和检测区域的灵敏度，同时还能保证任何区域的缺陷（包括焊帽、焊趾和热影响区）的等量缺陷的幅值和相位保持一致。

    这样就使得涡流对于表面裂纹缺陷的深度评估成为可能。

    3.检测结果

    下面是0mm提离和5mm提离（即垫5mm纸板）的检测结果比较：

    由上面的检测结果可见，在设置不变的情况下，5mm提离的检测结果与0mm提离的检测结果基本一致，也表面了提离补偿功能可以有效地排除提离高度对于缺陷检测的影响，使距离探头不同距离的同量级缺陷都有相同的检测灵敏度，这也是涡流阵列检测焊缝的基础。

    下面是实际带漆层焊缝的检测结果：

    碳钢管直径165mm，壁厚12.7mm，涂层厚度0.2mm。表面4道焊道，焊缝宽度25mm，粗糙表面。

    检测结果如下：

    该提离补偿技术还可用于应力腐蚀裂纹检测，由于该裂纹经常出现在腐蚀坑内，因而需要使用提离补偿技术来检测腐蚀坑内的裂纹缺陷。

    检测对象为10mm碳钢板，有明显的腐蚀坑，无漆层，腐蚀坑内内外各有一个EDM刻槽缺陷。

    检测结果如下：

    4.结论

    使用涡流阵列技术，并结合自动提离补偿功能，可以有效地检测焊缝及应力腐蚀坑内的表面裂纹，在某些场合可成为一种替代磁粉和渗透的理想表面检测手段。

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责任编辑：王元

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