渦流探傷的磁飽和裝置

渦流檢測適用于導電材料探傷，常見的金屬材料可分為兩大類：非鐵磁性材料和鐵磁性材料。后者為銅、鋁、鈦及其合金和奧氏體不銹鋼；前者為鋼、鐵及其合金。它們的本質差別是材質磁導率μ約為1或遠大于1。在發電廠，除復水器等少量管道使用銅、鈦、奧氏體不銹鋼非鐵磁性材料外，大量管道都采用鋼管等鐵磁性材料，典型的應用有省煤器、水冷壁等。

常規渦流探傷應用于非鐵磁性管子，已是非常成熟的技術，它不單能探測出缺陷，并可以利用阻抗平面技術分析出缺陷所在的位置與深度。然而，將它簡單地應用于鐵磁性材料的鋼管，卻得不到預期的結果，其原因何在？這是由于鐵磁性材料μ>>1，根據渦流標準滲透公式：

δ＝503.3／√fμrσ

可知在這種情況下，渦流只能集中在表面，無法滲透到材料的內部。除此以外，鐵磁性材料的磁疇結構，將對渦流檢測信號產生極大的干擾，足以把缺陷信號完全淹沒，而無法得到有用的信息。

克服鐵磁性金屬磁導率對探傷影響的方法有兩種：其一，采用遠場渦流檢測方法；其二，對鋼管進行飽和磁化后再探傷。前一種方法需要更新儀器，后一種方法只需在原有常規儀器的基礎上增加磁飽和裝置即可對鋼管等進行探傷，具有投資少的優點。經過磁飽和處理后的鐵磁性材料可以以非鐵磁材料對待。

通常鋼管渦流探傷采用通過式磁飽和器。它是由通有直流電的線圈來產生穩恒強磁場，并借助于導套等高導磁部件將磁場疏導到被檢測鋼管的探傷部位，使之達到磁飽和狀態。為了充分利用線圈產生的磁場，裝置一般都有由鐵磁性材料（如純鐵）制作的外殼。由于純鐵的μ值很大，磁阻很小，泄漏在空間中的磁力線會被鐵殼收集，也被疏導到鋼管的檢測部位。

由于強大的磁化電流通過磁飽和器線圈，會使線圈發熱，因此要有良好導熱措施，以防線圈燒毀。

磁飽和裝置除了用來產生強大的直流磁場外，檢測線圈也常常用它來夾持，所以磁飽和裝置的結構與檢測線圈的外形有著密切關系。在穿過式渦流探傷中，磁飽和裝置中的導套與檢測線圈需要保持同心，否則會造成較大的周向靈敏度差，導致漏檢和誤檢。

磁飽和渦流探傷方法應使檢測線圈附近的磁通密度達到使鋼管飽和磁化所需磁通密度的80％以上。為此，探傷前應根據鋼管的材質和規格選擇磁化電流。磁化電流的選擇通常也是在通過對比試樣的狀態下進行。從理論上講，選擇前應首先計算出所檢測鋼管達到飽和磁化所需的磁通密度，然后按上述要求調整磁化電流，此種方法要進行繁瑣的計算。在實際操作中，可采用簡便的調整方法，即在往返通過對比試樣中，隨著逐步加大磁化電流的同時，觀察儀器顯示的噪聲信號和人工缺陷信號的變化。當噪聲信號較小，人工缺陷信號較大時，磁化電流即為基本合適。按一般規律，口徑越大，壁厚越厚，材料磁特性越軟，所需磁化電流就越大，反之則越小

EM系列磁飽和裝置是專門設計用于流動場合的鋼管渦流探傷。它由磁飽和器和磁化恒流電源構成。常規的磁飽和器由磁化線圈和鐵構件組成，體積大且重量重，適合用在制造鋼管的工廠固定場所使用，這種情況下，磁飽和裝置無需移動，體積和重量均不必考慮，因此可采用普通材料制作，以降低成本。而對發電廠、石化廠等使用鋼管的用戶，鋼管渦流探傷通常是在流動現場，而不是在車間，為便于使用和移動，裝置需要輕便、高效。對此專門設計了EM系列磁飽和裝置，采用了合理的緊湊設計，高導磁率材料和精心加工，大大提高了裝置的磁化效率，使重量僅為一般裝置的40％，體積較少一半。除此之外，磁化電源選用穩壓恒流電源，它能很好地避免電壓變化或磁化線圈發熱引起電阻變大而改變磁化電流的弊病。