棒材利用電磁超聲探傷檢測技術特點

電磁超聲探傷設備結構及功能簡述

探傷設備采用探頭旋轉、棒材直線通過式的探傷方法利用A掃描、c掃描方式檢測棒材中的夾雜、裂紋、縮孔等缺陷。主要由旋轉探頭機構、電氣柜、計算機控制系統、操作臺、缺陷標記器、標棒、去磁裝置等組設備結構及功能簡述該設備采用探頭旋轉、棒材直線通過式的探傷方法，主要由旋轉探頭機構 、電氣柜 、計算機控制系統、操作臺、缺陷標記器、標棒、去磁裝置等組。

電磁超聲探傷設備檢測原理

棒材電磁超聲波探傷儀的探頭分為橫波探頭CF、垂直剪切波探頭SSF，其中橫波探頭CF采用回形線圈，垂直剪切波探頭SSF采用蛇形線圈。當磁鐵產生的磁力線垂直于棒材表面時，渦流受力方向平行于棒材表面，質點產生與作用力垂直的超聲橫波，用于檢測棒材芯部缺陷。

將線圈制成蛇形，使相鄰兩部分繞組的電流方向相反，并使磁力線垂直于金屬表面時，將在棒材內部產生垂直偏振橫波，又稱垂直剪切波，用于檢測棒材亞表面缺陷。棒材表面產生的電磁超聲波向棒材內部傳播，遇到缺陷時形成缺陷反射波，與棒材底反射波一起被電磁超聲探頭捕捉，并在回波器上以 A掃描波形圖的形式顯示出來，據此可分析缺陷在棒材內的位置和大小 。

電磁超聲檢測技術特點

(1)在水浸式壓電超聲中，由于第1臨界角和第2臨界角的限制，為準確檢測棒材亞表面缺陷，需保證橫波聲壓最強，即超聲波在棒材中的折射角度在45左右 ，其亞表面檢測深度只有0.15D左右(D表示棒材直徑)。電磁超聲輻射角度為30，亞表面檢測深度可達0.25D，因此，電磁超聲的亞表面檢測區域更大，CF探頭與 SSF探頭聲波覆蓋區域重疊性更好，可實現棒材橫斷面的 100％掃描。

(2)水浸式壓電探頭易受侵蝕、刮傷 、水溫等不確定因素影響，探頭需要經常標定，至少每4個小時校準一次 。更換棒材規格時，直探頭可以不調整，但斜探頭必須調整，因此，每個規格棒材需準備一支對比樣棒 。電磁超聲探頭因為不直接接觸棒材表面，探頭性能非常穩定，不需要頻繁地維護、標定。電磁超聲探傷儀相對壓 電超聲還有一個巨大優勢，即具有自動標定功能，當系統接收第一支新規格棒材時，電磁超聲探頭會發射一個參考信號，系統可根據接收到 的參考信 號的振幅自動計算并設置相應的報警線 。

(3)電磁超聲的能量轉換是在棒材表面的趨膚層內直接進行的，由于趨膚層是棒材的表面層，聲波的輻射角度 與棒材直徑無關，因此，與水浸式壓電超聲相比，無需根據棒材直徑頻繁調整探頭角度，可最大程度地減少人工校準的不可靠性 。

(4)由于棒材圓度的不穩定性、探傷輥道磨損等均會影響探頭與棒材表面的垂直度。壓電探頭與棒材表面的傾角偏離 2-3°，就會造成棒材中聲場的重大失真，缺陷很容易被漏檢。根據 電磁效應的原理，電磁超聲探頭與棒材形成一定傾角的情況下，仍能保證超聲波發射和接收的方向垂直于棒材表面，因此更適用于大直徑棒材的檢測。

(5)壓電效應與溫度有關，溫度升高時壓 電效應減弱，當達到某一溫度即居里溫度時，壓電效應完全消失。溫度對壓 電超聲的影響還表現在當溫度升高時，超聲波聲速減小，斜探頭的折射角增大，超聲波在介質中傳播的衰減加大。由于壓 電超聲采用水作為耦合介質，當棒材溫度高于 100°時，耦合水在棒材表面將形成氣泡，會嚴重影響耦合效果。電磁超聲探傷儀的使用溫度范 圍廣 ，適用 的棒材溫度范圍為一30-650°，因此，電磁超聲探傷儀可根據棒材緩冷工藝要求靈活組織生產，不會對軋線生產節奏造成影響，特別適合需緩冷處理 的熱軋大棒的探傷需要 。