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CRDM管J型焊缝涡流检查(一)
涡流检测
涡流检测
1 总则 1.1 适用范围
本通用工艺规定了承压设备涡流检测方法及质量分级要求，适用于承压设备用导电性金属材料和焊接接头表面及近表面缺陷检测。 1.2 引用标准、规程、法规
GB/T 5126 铝及铝合金冷拉薄壁管材涡流探伤方法 GB/T 5248 铜及铜合金无缝管涡流探伤方法 GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法 GB/T 12604.6 无损检测术语 涡流检测 GB/T 14480 涡流探伤系统性能测试方法
JB/T4730.1 承压设备无损检测 第1部分：通用要求 2 一般要求 2.1 检测系统
2.1.1 涡流检测系统一般包括涡流检测仪、检测线圈及辅助装置（如磁饱和装置、机械传动装置、记录装置、退磁装置等）。
2.1.2 涡流检测系统应能以适当频率的交变信号激励检测线圈，并能够感应和处理检测线圈对被检测对象电磁特性变化所产生的响应。
2.1.3 涡流检测系统性能应满足本部分及相关标准要求，有关仪器性能的测试项目与测试方法参照GB/T 14480等的有关要求进行。
2.1.3.1 检测能力应满足产品验收标准或技术合同确定的要求。 2.1.3.2 对管材相同尺寸人工缺陷响应的周向灵敏度差应不大于3dB。 2.1.3.3 端部检测盲区应满足产品验收标准或技术合同的有关要求。
2.1.3.4 检测系统的缺陷分辨力一般应优于30mm，如果产品验收标准或技术合同另有明确要求，按产品验收标准或技术合同规定执行。
2.1.3.5 检测仪器应具有可显示检测信号幅度和相位的功能，仪器的激励频率调节和增益范围应满足检测要求。
2.1.4 检测线圈的形式和有关参数应与所使用的检测仪器、检测对象和检测要求相适应。 2.1.5 磁化装置应能连续对检测线圈通过的被检件或其局部进行饱和磁化处理。若被检件不允许存在剩磁，磁化装置还应配备退磁装置，该装置应能有效去除被检件的剩磁。 2.1.6 机械传动装置应能保证被检件与检测线圈之间以规定的方式平稳地作相对运动，且不应造成被检件表面损伤，不应有影响检验信号的振动。 2.1.7 记录装置应能及时、准确记录检测仪器的输出信号。
2.1.8 在下列情况下，应使用对比试样对涡流检测设备的灵敏度进行检查和复验：
a）每次检测开始前和结束后；
b）怀疑检测设备运行不正常时；
c）连续检测时，每4h检查和复验1次； d) 合同各方有争议或认为有必要时。 2.2 对比试样
2.2.1 对比试样主要用于调节涡流检测仪检测灵敏度、确定验收水平和保证检测结果准确。 2.2.2 对比试样应与被检对象具有相同或相近规格、牌号、热处理状态、表面状态和电磁性能。
2.2.3 对比试样上加工的人工缺陷应采用适当的方法进行测定，并满足相关标准或技术条件的要求。
2.2.4 对比试样上人工缺陷的尺寸不应解释为检测设备可以探测到的缺陷的最小尺寸。 2.3 被检件
2.3.1 被检件表面应清洁、无毛刺，不应有影响实施涡流检测的粉尘及其他污物，特别是铁磁性粉屑；如不满足要求，应加以清除，清除时不应损坏被检件表面。
2.3.2 被检件表面粗糙度、尺寸公差、弯曲度等参数应满足相关产品技术条件要求。 2.4 检测环境
2.4.1 实施检测的场地温度和相对湿度应控制在仪器设备和被检件允许的范围内。 2.4.2 检测场地附近不应有影响仪器设备正常工作的磁场、震动、腐蚀性气体及其他干扰。 3 铁磁性钢管涡流检测 3.1 适用范围
3.1.1本条规定了承压设备用铁磁性无缝钢管、焊接钢管（埋弧焊钢管除外）等管材产品的涡流检测方法。
3.1.2本条适用于外径不小于4mm钢管的涡流检测。 3.1.3本条验收等级分为A级和B级（见表1）。
表1 对比试样通孔直径 mm
3.2 检测方法
3.2.1 当采用穿过式线圈检测时(见图1)，钢管最大外径一般不大于180mm。在靠近检测线圈的钢管表面上，其检测灵敏度最高，随着与检测线圈距离的增加，检测灵敏度逐渐降低。
注：图示是一种多线圈方案的简图，多线圈可以是分列式或初级线圈、双差动线圈等
图1 穿过式线圈涡流检测示意图
3.2.2 当使用旋转的钢管/扁平式线圈对钢管进行检测时,钢管和线圈应彼此相对移动,其目的是使整个钢管表面都被扫查到，典型的两种旋转方式见图2，使用这种技术时，钢管的外径没有限制。此外，也可采用钢管旋转并直线前进的方法（此时，扁平线圈固定）。这种技术主要用于检测外表面上的裂纹。
注：a）和b）中的扁平线圈可以采用多种形式，例如单线圈、多线圈等多种配置。
图2 旋转的钢管/扁平式线圈检测示意图（螺旋式扫描）
3.2.3 焊接钢管焊缝的检测，除采用外穿过式探头进行检测外，也可采用放置式线圈，放置式线圈应有足够的宽度，通常做成扇形或平面形，以满足焊缝在偏转的情况下得到扫查，见图3。
注：本图中的扇形线圈可以制成多种形式，取决于使用的设备和被检测钢管。
图3 扇形线圈焊缝涡流检测示意图
3.3 对比试样
3.3.1 对比试样上人工缺陷的形状为通孔或槽。 3.3.2 通孔
3.3.2.1 在试样钢管中部加工3个通孔，对于焊接钢管至少应有1个孔在焊缝上，沿圆周方向相隔120°±5°对称分布，轴向间距不小于200mm。此外，在对比试样钢管端部小于等于200mm处，加工2个相同尺寸的通孔，以检查端部效应，见图4。
图4 对比试样上通孔位置
3.3.2.3 钻孔时应保持钻头稳定,防止局部过热和表面产生毛刺。当钻头直径小于1.10mm时，其钻孔直径不得比规定值大0.10mm。当钻头直径不小于1.10mm时，其钻孔直径不得比规定值大0.20mm。 3.3.3 槽
槽的形状为纵向矩形槽，平行于钢管的主轴线。槽的宽度不大于1.5mm，长度为25mm，其深度为管子公称壁厚的5%，最小深度为0.3mm，最大深度为1.3mm。深度允许偏差为槽深的±15%，或者是±0.05mm，取其大者。
3.3.4 根据检测目的，经供需双方协商，对比试样的人工缺陷可以加工成通孔或纵向矩形槽。 3.4 检测设备
3.4.1 磁饱和装置应能对所检测的区域施加强磁场，使其磁导率趋于常数。 3.4.2 检测仪器应包含1kHz～500kHz的工作频率范围。 3.5 检测条件与步骤
3.5.1 检测设备通电后，应进行不低于10min的系统预运转。
3.5.2 按规定的验收水平调整灵敏度时，信噪比应不小于6dB。作为产品验收或质量等级评
定的人工缺陷响应信号的幅度应在仪器荧光屏满刻度的30%～50%。对比试样和检测线圈之间的相对移动速度应与被检钢管与检测线圈之间的实际相对移动速度相同。
3.5.3 对比试样中间3个对称通孔的显示幅度应基本一致，选取最低幅度作为检测设备的触发报警电平。
4 非铁磁性金属管材涡流检测 4.1 适用范围
4.1.1本条规定了锅炉、压力容器及压力管道用非铁磁性金属管材产品的涡流检测方法。 4.1.2本条适用于外穿过式线圈检测系统，对于铜及铜合金无缝管，可检测管材的壁厚小于等于3mm，外径小于等于50mm；对于铝及铝合金管，可检测管材的壁厚小于等于2mm，外径小于等于38mm；对于钛及钛合金管，可检测管材的壁厚小于等于4.5mm，外径小于等于30mm。其他规格的管材制品可参照此条执行。 4.2 铜及铜合金无缝管材检测方法
4.2.1 对比试样上人工缺陷为垂直于管壁的通孔。沿轴向加工5个相同孔径的通孔，其中，2个通孔分别距离管端小于等于100mm，中间3个通孔之间的间距为500mm±10mm，并沿圆周方向相隔120°±5°分布，见图5。
图5 对比试样上通孔位置
4.2.2 人工缺陷的孔径尺寸与被检管材外径的对应关系应符合表2的规定。孔径偏差不大于±0.05mm。
表2 无缝铜及铜合金对比试样管人工缺陷的孔径尺寸 mm【CRDM管J型焊缝涡流检查】
4.2.3 检测线圈内径应与被检管材外径相匹配，其填充系数大于等于0.6(参考表3)。检测频率范围为1 kHz～125kHz(参考表4)。
CRDM管J型焊缝涡流检查(二)
焊接钢管在线涡流探伤
焊接钢管在线涡流探伤
曾祥照
摘要：涡流探伤具有连续、快速、检测灵敏度高的特点，适合于焊接钢管在生产线上的连续检测，是焊管生产中重要的质量控制方法。概述了EEC数字型涡流探伤仪在焊管生产线上涡流应用情况。
主题词：涡流探伤 焊接钢管 灵敏度
一.焊管涡流探伤的必要性
高频焊接钢管（简称焊接钢管或焊管）在流体输送、建筑构件和五金家具制作上有广泛的用途。焊缝中不得有裂缝、裂纹、未熔焊等缺陷，表面不得有超标的划痕、压伤等缺陷。由于焊管在生产线上（简称在线）具有连续、快速生产的特点，焊速15～60米/分，因此，焊管质量仅靠人工事后检验是很难保证的；而涡流探伤检验方法则具有检测速度快，无需要与工件表面耦合，检测灵敏度等优点，适合于焊管生产的质量控制和质量检验。
二.EEC-22型涡流探伤仪的功能
高频焊接钢管的生产是在生产线上进行的，简称在线生产。EEC-22型智能金属管道涡流探伤仪适用于金属管道的在线或离线涡流探伤，采用了数字电子技术，操作简单、方便；它在一台微机基础上配置涡流检测专用器件而成，在DOS或WINDOWS环境下配中文操作系统支持涡流检测软件运行，配有穿过式线圈和平面探头，平面探头用于焊缝纵向的扫查，穿过式线圈则用于整个钢管圆周截面的扫查，适合于钢管的在线或离线探伤。钢管的在线涡流探伤是指在生产线上与生产过程同步的探伤 ，主要用生产过程的质量控制；钢管的离线探伤是指钢管成品离开生产线后的探伤，主要用于钢管产品的质量检验。本厂是生产高频焊接钢管的工厂，因此将涡流探伤主要用于在线钢管对接纵向焊缝的质量控制，采用平面探头。
三.焊管涡流探伤灵敏度的调节
1．标样管的选取
焊接钢管涡流探伤执行GB7735《钢管涡流探伤检验方法》标准，探伤结果借助于对比试样中人工缺陷与自然缺陷显示信号的幅值对比进行判断，对比试样的钢管与被检钢管的公称尺寸应相同，化学成分、表面状态、热处理状态相似，即应有相似的电磁特性。
对比试样上的人工缺陷可分为钻孔和槽口两种，根据实际情况选其中一种。对于焊管而言，焊缝开裂、裂纹、未熔合等纵向缺陷是焊管的主要缺陷，其危害性要大于其他面积状的缺陷，因此选用槽口作为焊管的主要模拟缺陷是合理的，它有利焊缝线性缺陷的检出。槽口的深度为被检测钢管壁厚的12.5% ，最小深度为0.5mm，最大深度为1.50mm ；长度不小于50mm ，或两倍的检测线圈的宽度；槽口的宽度不大于槽口的深度。
在焊管生产过程中很容易找到符合标准规定的槽口尺寸的实际标样管，这种标样管既含有焊缝的开口裂缝，又含有裂纹或暗裂纹和未熔合，这些缺陷是连续缓慢过渡的，简称为缓变伤或自然伤。因此，可取选取一段符合槽口尺寸要求含有自然伤的焊管作为涡流探伤的标样管。
2．探伤灵敏度的调节
开机后进入EEC子目录，即进入涡流探伤程序，用键盘的编辑键，暂选择检测频率为50KHZ
左右，增益暂调为10dB，相位为任意，平衡为0 。将平面探头用一块厚度为2～3mm的纸壳垫上，先放在标样管良好的焊缝位置上，按INS键，使光点回到中心位置，然后平面探头沿焊缝方向移动，观察移动的幅度（移动的方向暂不管它），如裂纹或暗裂处的信号无法达到屏幕边缘，则表示增益过低，可用编辑键来增加增益的dB值，重复以上操作程序，直到信号幅度足够大，表示增益已基本调好。
在相位方向调节好之前，焊缝缺陷信号方向可能是任意的，可将光标移到相位处，用编辑键修正方向，重复操作几次，直至焊缝缺陷相位的X轴信号向左方向移动，探头提离效应Y轴信号向上方移动，表示相位基本调好。
显示屏左侧设置有报警区，模式为方框报警，并有一个报警窗（简称A窗）。当焊缝缺陷信号进入报警区，仪器的蜂鸣器报警，报警窗内显示“A”字，表示该缺陷超标，如图所示。 经过重复几次调节，焊缝裂纹或暗裂处的
缺陷均能报警，表示探伤灵敏度已调好。
此时显示器右侧表示已调好的对应参数。
将此组参数起一个文件名，存入电脑，以
后可重复使用。
3．说明
以上是灵敏度的调节是在离线状态下测
出的，与在线检测有所不同。因在线检测
速度高，切割磁力线所产生的电磁信号
强，因此，在线检测时实际灵敏度可降低
5～10dB 。
四.焊管涡流探伤的基本操作方法
根据EEC-22型仪器的性能，采用如下操
作方法：
1．选择显示方式：
焊管通常选择“时基扫描 + 阻抗平面显
示”显示方式，显示背景为直角平面座
标。
2．频率选择：对于焊接钢管，频率50KHz。
3．探头位置选择
钢管涡流探伤检验通常是在钢管加工过程全部完成之后进行。焊管在线探伤，可将探头固定在焊管最终成型之后、飞锯切断之前的机架上。探头中心对准纵向焊缝中心，探头平面距焊缝表面2～5mm，如距离太近会撞坏探头，距离太远则信号损失较大，灵敏度降低。
4．提离效应的影响
由于焊管在高速运动时会产生径向跳动，特别是飞锯切口时跳动的幅度更大，因此探伤时，阻抗平面显示中提离信号会产生有规律的变化。因为提离信号的方向总是指向显示屏的上方，不会报警，可不必理它。
5．报警装置
在线探伤时，如发现超标缺陷，缺陷信号幅度进入报警区，仪器会自动报警。仪器有报警逻辑输出电路可接通外界的声－光报警器，发出报警信号，通过自动分检装置或人工分检将有缺陷的焊管分离出来，达到焊管质量控制的目的。【CRDM管J型焊缝涡流检查】
五.方管和圆管探伤的实际应用
将EEC-22型涡流探伤仪接在Φ76焊管机组和Φ60机组的后面，对3.0×60×60×C方形焊管和Φ33×3.0×C的圆形焊管进行涡流探伤，文件名和参数如下：
1． 3.0×60×60×C方形焊管文件名：
参数：
频率：50KHz
增益：24dB
相位：140°
平衡：0【CRDM管J型焊缝涡流检查】
2．Φ33×3.0×C圆形焊管文件名：
参数：
频率：50KHz
增益：28.5dB
相位：135°
平衡：0
以上参数储存电脑中可重复调出使用。为准确起见，在每次探伤前，应用标样管重新复核参数。
在焊接速度25米/分的运动的条件下，能够检出焊缝的开裂、裂纹、暗裂、未熔合及焊缝附近的划痕，压伤等缺陷。所分检出有缺陷的焊管，经人工检验对比95%相符。当然，有相当一部分仪器报警检出的细微缺陷，人工检验是检不出来的，经解剖分析，证实涡流探伤所检的结果是准确的。
六.编制企业标准和工艺规程
焊管涡流探伤检验执行GB7735标准，但是，不同的用户对产品质量有不同的质量要求，例如，承受内压输送流体用的圆形焊管用涡流探伤可以代替水压试验，对其焊缝的内在质量要求较严；而对于制作集装箱用的方形焊管则对表面质量要求较严，因此，我厂按照GB7735标准的要求，编制了QB/YH-06企业标准，对不同用户的要求作出不同的规定，供需双方在合同中明确规定按照企业标准中的某些规定执行。有了企业标准，对外有标准可依，对内可灵活执行，增强了企业对市场变化的适应能力。 在GB7735和企标的指导下，编制了工艺操作规程，用于指导具体操作，使之更加标准化、规范化。
写于1996年9月，发表于《南方钢铁》
CRDM管J型焊缝涡流检查(三)
NDT-涡流检测(整理)
无损检测方法概述
1. 超声检测
设备：超神探伤仪、探头、耦合剂及标准试块等
用途：检测锻件裂纹、分层、夹杂，焊缝中的裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透，型材的裂纹、分层、夹杂、折叠，铸件中的缩孔、气泡、热裂、冷裂、疏松、夹渣等缺陷及厚度测定。
优点：对平面型缺陷十分敏感，一经探伤便知结果；易于携带；穿透力强
局限性：为耦合传感器，要求被检表面光滑；难于探测出细小裂纹；要有参考标准，为解释信号，要求检验人员有较高的素质；不适用于形状复杂或表面粗糙的工作
2. 声发射检测
设备：声发射传感器、放大电路、信号处理器电路及声发射信号分析系统
用途：检测构件的动态裂纹、裂纹萌生及裂纹生长率等
优点：实时并连续监控探测，可以遥控，装置较轻便
局限性：传感器与试件耦合应良好，试件必须处于应力状态，延性材料产生低幅值声发 射，噪声不得进入探测系统，设备贵，人员素质要求高
3. 噪声检测
设备：声级计、频率分析仪、噪声分析仪
用途：检测设备内部结构的磨损、撞击、疲劳等缺陷，寻找噪声源（故障源） 优点：仪器轻便，检测分析速度快，可靠性高
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