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脉冲涡流检测设备

型号:SJAET-II-1

产品时间:2020-08-02

简要描述:

脉冲涡流检测设备作为涡流检测技术的分支,是近几年发展起来的这样一种无损检测技术,其采用方波作为激励源,激励能量更大,能穿透150mm厚的包覆层,实现对管道或设备壁厚的检测。脉冲涡流检测技术真正实现了无需拆除包覆层、无需表面处理、无需耦合剂,无需中断设备运行,不惧高低温,快速(可直接在包覆层表面进行扫查),大面积检测,是一种合适的针对包覆层下管道或设备壁厚检测的非接触式无损检测技术。

详细介绍

 

一、脉冲涡流检测技术的基本原理

       脉冲涡流属于涡流检测(Eddy Current,简称ET)的一个分支,其基本原理是通过在探头加载瞬间关断电流,激励出快速衰减的脉冲磁场,该磁场可以穿过一定厚度的保护层和保温层而诱发被检构件表面产生涡流,所诱发的涡流会从上表面向下表面扩散。同时,在涡流扩散过程中又会产生与激励磁场方向相反的二次磁场,在探头的接收传感器中会输出这个感应电压(脉冲涡流信号)。如果管道上有缺陷,则会影响加载管道上脉冲涡流状况,继而影响接收传感器上的感应电压。二次磁场感应的电压包含了被测构件本身的一些特性,如:厚度、尺寸、电磁特性等综合信息。通过算法解析,可以扫查得到腐蚀缺陷的具体位置及严重程度。图1左图为脉冲涡流检测技术的基本原理示意图。

脉冲涡流检测技术的核心点是要找到与壁厚相关的特征值,脉冲涡流信号在被测构件中的传递过程中可以分为早期信号、中期信号和晚期信号(见图1右图),其中中期信号和晚期信号与壁厚相关,并遵从以下公式:

    根据图1右图及上述公式,脉冲涡流中期信号衰减较慢,符合幂函数关系;晚期信号衰减较快,符合指数函数关系。中期信号和晚期信号之间有一个过渡区间,通常被称为拐点,壁厚越薄,拐点出现越早,反之则拐点出现越晚,因此,可以利用拐点出现的时间(拐点时间)或拐点后的斜率来表征壁厚情况。经实验分析,拐点时间和拐点斜率不受提离(保温层厚度)的影响,且与被测构件的壁厚呈一定函数关系,拐点时间/斜率是良好的壁厚检测特征值。

 

二、系统组成

   脉冲涡流检测系统由工作主机、数据终端、探头、连接线缆及辅助设施组成。其系统主要组成如下(见图4):

  • 系统:采用分体式设计,系统主机和终端处理器(防爆PAD)通过蓝牙连接,更便于现场操作。
  • 主机:基于国际标准ISO20669-2017《铁磁性金属部件的脉冲涡流试验》和国家标准GB/T 28705-2012《脉冲涡流检测方法》自主设计开发主机系统,仅6.5kg,便于携带。
  • 探头:按管径及保温层厚度分为P1/P2/P3/P4四类标准探头,其中P1和P2探头用于裸管扫查,P3探头用于包覆层厚度小于等于50mm的管道/设备扫查,P4探头用于壁厚小于100mm的管道/设备扫查;四个探头基本满足现场需要;且可根据要求提供其它各类探头(不锈钢探头/小径管探头/水下探头等)。
  • 数据处理终端:采用防爆型PAD,可持续工作8小时,安装核心算法软件及控制软件,图形化显示扫查面积结果。
  • 核心算法软件:基于拐点时间和拐点斜率的核心算法软件,有效提高算法精度。
  • 其它配件:延长杆及万向接头,有效增加现场检测范围。

 

三、主要技术参数

表1 系统基本参数

主机重量:

6Kg(主机)

外壳尺寸:

34 x 30 x 15 cm

电池容量:

20AH

额定功率:

约40 W

传输方式:

蓝牙

工作时长:

6-8 Hour

充电时间:

6-8 Hour

配件包括:

防爆PAD、探头、充电器、电缆、支撑工具、配件箱等

环境温度:

-10℃至40℃

设备类型

SJAET-II-I

额定电压:

16 V

发射电流:

0.1-3.0 A

电流精度:

±1%(测试)

供电频率:

1-2-4-8-16-32 Hz

关断时间:

0.1μs~100.0μs

前放增益:

8-32

主放增益:

8-16-32-64-128

工频压制:

≥ 80 dB

A/D位数:

16位

表2  系统功能参数

适用设备材质:

碳钢、16MnR、低碳合金钢(Cr5Mo、19CrMo)等

设施壁厚范围:

0-40mm

包覆层厚度:

0-150mm(扫查精度不同)

保护层外金属:

1mm厚铝皮、0.5mm厚镀锌铁皮

介质工作温度:

-150℃ 至 500℃

检测最小管径:

DN25(裸管)  DN100(保温)

同一缺陷重复性:

±0.2mm

同一缺陷置信度:

裸管>95% ;保温>85%

环境防护等级:

PAD电器防爆,主机隔爆(内注氮气)

结果显示:

测量相对壁厚、扫查疑似缺陷具体位置

缺陷位置校准:

超声波测厚仪

结果显示:

 2维(B扫)

缺陷定位:

整十打点法

 

表3 设备检测精度 (单位mm

探头类型

工作

频率

探头平均

直径

足印

直径

提离

高度

金属损失率(减薄率)

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

P1

1-4 Hz

15

17.6

4

22.3

15.7

12.9

11.1

10.0

9.1

8.4

P2

1-4 Hz

20

22.6

4

28.6

20.2

16.5

14.3

12.8

11.7

10.8

P3

1-4 Hz

35

68

50

85

60

49

43

38

35

32

1-4 Hz

100

100

126

89

73

63

57

52

48

P4

1-4 Hz

40

73

50

92

65

53

46

41

37

35

1-4 Hz

105

100

133

94

77

66

59

54

50

 

 


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