簡述國內外管材渦流檢測標準中的差異

趙振南

(中國第一重型機械股份公司，遼寧 大連 116113)

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簡述國內外管材渦流檢測標準中的差異

趙振南

(中國第一重型機械股份公司，遼寧 大連 116113)

簡述國內常用的NB/T47013《承壓設備無損檢測》和美國SE-243《換熱器和冷凝器用銅與銅合金無縫管的渦流檢測》標準中關于管材渦流檢測的差異，進而加深作業者對渦流檢測的理解和使用。

渦流檢測；管材；標準差異

無損檢測技術是控制產品質量必不可少的技術之一。借助科學設備和技術手段，在不破壞產品的使用性和可用性的基礎上，對檢測對象表面及內部性能和結構進行檢測，借以評判它們的連續性、完整性和安全性。無損檢測已廣泛應用于經濟建設的各個領域。常見的無損檢測方法有超聲(UT)、射線(RT)、磁粉(MT)、渦流(ET)、滲透(PT)、泄露(LT)、目視(VT)和聲發射(AT)等，它們各有自己的適用范圍和優缺點。渦流檢測是常規無損檢測方法之一，與射線、超聲、滲透、磁粉檢測相比，提供了一種獨特的高靈敏度、非接觸、易于實現自動化的檢測方法。在產品制造過程中得到廣泛應用，并占有十分重要的地位。渦流檢測利用電磁感應原理，通過檢測被檢工件內感生渦流的變化來評定導電材料及其工件的性能、尺寸或發現缺陷。

1 渦流檢測的優點

第一，表面和近表面缺陷的檢測重復性好，對檢測材料上的微小不連續性靈敏度高，并可存儲檢測結果。第二，檢測時不需接觸工件，也不需要耦合劑，所以，檢測速度非常快。尤其易于實現管、棒材高速、高效的自動化檢測，并可以在高溫狀態下進行檢測。第三，可對工件的狹窄區域、深孔壁、管束等檢測。第四，可以揭示工件金屬覆蓋層或非金屬覆蓋層的厚度變化，評定材料的電導率和磁導率的變化。

2 渦流檢測的局限性

第一，信號影響因素多，難以一一對應出現的異常信號與缺陷的類型、位置和形狀，并受檢測人員個人素質的影響較大。第二，受趨膚效應的限制，很難發現工件深處的缺陷。第三，不適用非導電性材料。

3 渦流檢測的基本原理

渦流檢測中，檢測儀器輸出顯示的信號來自檢測線圈(探頭)，在被檢材料表面感應出渦流后，渦流反過來影響檢測線圈阻抗的幅值和相位的變化。由于影響渦流檢測的因素較多，如待檢工件的電導率和磁導率、待檢工件的尺寸、檢測頻率及缺陷的類型和深度等，各因素的影響程度和方式也各不相同。因此，要提取有意義的信號，必須要有能消除干擾信號的方法或手段。在現今渦流檢測的信號分析方法中，福斯特博士的阻抗分析法是最主要和最常見的。這種方法以分析渦流引起線圈阻抗變化及其相位變化之間的關系為基礎，從而鑒別各影響因素效應的一種方法。

渦流檢測技術在能源制造業中應用廣泛，但最為常見也最為重要的應用領域是對管材的檢測。以下對國內NB/T47013.6-2015《承壓設備無損檢測》第六部分渦流檢測和美國SE-243《換熱器和冷凝器用銅與銅合金無縫管的渦流檢測》標準中相關管材渦流檢測進行簡要介紹并比較其異同。

3.1 適用范圍

NB/T47013.6中規定渦流檢測對于銅及銅合金無縫管，可檢測管材的壁厚為0.2～6 mm，外徑3～160 mm；SE-243《換熱器和冷凝器用銅與銅合金無縫管的渦流檢測》中規定本標準適用于外徑≤79.4，壁厚>0.4 mm<3 mm的銅及銅合金管渦流檢測。如需方與供方商定同意，可用于推薦尺寸以外的管子檢測。

以上描述可以看出，SE-243中規定的較為靈活，而NB/T47013.6中規定較為明確。應注意的是，NB/T47013.6的適用范圍要大于SE-243，對檢測的選擇可能會產生一定的影響，應加以注意。

3.2 檢測方法

兩個標準都明確使用外穿過式線圈法進行檢測，這是對管材最有效、可操作性最好的檢測方法，但SE-243標準也指出，當管子外表面不能通過時，可使用內穿過線圈法檢測，但要考慮到內外穿過式方法和技術的差異。

3.3 對比試樣

對比試樣材質、尺寸、人工缺陷樣式對渦流檢測的有效性有較大影響。SE-243規定對比試樣應能代表被檢管材，而NB/T47013.6的規定相對較松，僅要求對比試樣管與被檢工件具有相同或相近規格、牌號、熱處理狀態和電磁性能。對比試樣上的人工缺陷類型和尺寸，對于NB/T47013.6中銅與銅合金無縫管，對比試樣上的人工缺陷為垂直于管壁的通孔。沿軸向加工3個相同的孔徑的通孔，3個孔120°分布并有一定間距，通孔的尺寸根據外徑和壁厚選擇。對于SE-243，對比試樣的人工缺陷較為靈活，有五種分布方式：一是加工120°分布3個外圓橫向切槽；二是加工120°分布3個通孔；三是0°和180°加工2個通孔、90°和270°加工2個橫向外圓切槽；四是一條直線上4個外圓橫向切槽；五是一條直線上4個通孔，而切槽和通孔的尺寸也可根據壁厚選擇。槽型人工缺陷相對于通孔人工缺陷更能代表管材在制造過程中的缺陷情況。但槽型人工缺陷的加工難度大，加工成本高。在編制檢測工藝時，應綜合考慮被檢件的性能和使用狀況，選擇合適的人工缺陷，并在可能的情況下，選擇槽型對比試樣。

3.4 端部盲區

NB/T47013.6規定端部盲區應符合驗收標準和技術合同的規定，推薦在距離兩邊端面小于或等于100 mm的通孔用來確定管材有效檢測范圍；而SE-243則明確規定確定端部盲區的方法：即在離管材端面加工一系列間隔為12.7 mm的通孔或切槽，然后使管子以產品檢驗的速度兩次穿過檢測線圈，一次是把有人工傷的一端為頭，一次是把有人工傷的一端為尾，從而確定被檢件檢測的有效長度。相對來說，SE-243的規定可操作性更好。

3.5 填充系數

NB/T47013.6規定檢測線圈的內徑應與被檢管材的外徑匹配，其填充系數大于或等于0.6。而SE-243則規定檢測線圈的內徑應按最大實際填充系數來選擇。兩者的要求略有差別，檢測時應注意。

3.6 檢測速度

NB/T47013.6僅規定檢測時的檢測速度應與調試靈敏度時的速度相同。而SE-243除了規定檢測速度應與調試靈敏度時的速度相同，還規定了檢測時的檢測速度波動最大在±5%，并且保證在管子與檢測線圈基本同心。SE-243的規定可操作性更好。

3.7 相關信號和非相關信號

SE-243描述了相關信號和非相關信號之間的關系，認為非相關信號可能會遮蓋不合格的不連續性，相關顯示是由不能驗收的不連續性所引起的，任何超出拒收水平而認為是非相關的信號均應按不合格看待，直到重復試驗或其他方法證明無關時為止。而NB/T47013.6缺少相關提示。

3.8 拒收標準

標準都規定渦流檢測管材的信號低于對比試樣人工缺陷的信號時，管材是可接受的(SE-243沒有直接給出驗收標準，但ASTM管材標準中有相關驗收標準)。且兩個標準都特別強調：經檢驗儀器顯示有超過驗收標準缺陷的信號管材，可進行復探或用其他無損檢測方法加以驗證。若顯示仍然超過驗收標準，則該管材為渦流檢測不合格品。這種謹慎的做法表明了渦流檢測的高靈敏度和影響因素多的特點。

4 結語

通過介紹，我們了解了渦流檢測在制造業標準中的特點，如其適用范圍、檢測方法、對比試樣人工傷的選擇、端面效應、填充系數、檢測速度、相關信號和非相關信號、拒收標準，等等。對以后在生產制造過程中開展和使用渦流檢測有一定的借鑒，值得進一步總結、研究和試驗。

[1] 徐可北，周俊華.渦流檢測[M].北京.機械工業出版社，2007.

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[3] 周正干，黃鳳英，于芳芳.電磁超聲和渦流組合檢測方法[J].無損檢測，2009，(09)：71-73.

[4] 王東升.金屬薄壁管材渦流檢測中異常信號的產生原因 [J].無損檢測，2014，(07)：19-21.

Discussion on the differences in eddy current testing standards of tubes at home and abroad

ZHAO Zhen-nan

(China First Heavy Machinery Co., Ltd., Dalian 116113, China)

This paper introduces the differences between the commonly used NB/T47013 “non-destructive testing of pressure equipment” and the eddy current testing of SE-243 “copper and copper alloy seamless tubes for heat exchangers and condensers” in the United States, so as to deepen the understanding and use of eddy current testing.

Eddy current testing; Pipe; Standard difference

2017-04-28

趙振南(1984-)，男，碩士，工程師。

TH878

B

1674-8646(2017)10-0022-02