赵振南

(中国第一重型机械股份公司，辽宁 大连 116113)



简述国内外管材涡流检测标准中的差异

赵振南

(中国第一重型机械股份公司，辽宁 大连 116113)

简述国内常用的NB/T47013《承压设备无损检测》和美国SE-243《换热器和冷凝器用铜与铜合金无缝管的涡流检测》标准中关于管材涡流检测的差异，进而加深作业者对涡流检测的理解和使用。

涡流检测；管材；标准差异

无损检测技术是控制产品质量必不可少的技术之一。借助科学设备和技术手段，在不破坏产品的使用性和可用性的基础上，对检测对象表面及内部性能和结构进行检测，借以评判它们的连续性、完整性和安全性。无损检测已广泛应用于经济建设的各个领域。常见的无损检测方法有超声(UT)、射线(RT)、磁粉(MT)、涡流(ET)、渗透(PT)、泄露(LT)、目视(VT)和声发射(AT)等，它们各有自己的适用范围和优缺点。涡流检测是常规无损检测方法之一，与射线、超声、渗透、磁粉检测相比，提供了一种独特的高灵敏度、非接触、易于实现自动化的检测方法。在产品制造过程中得到广泛应用，并占有十分重要的地位。涡流检测利用电磁感应原理，通过检测被检工件内感生涡流的变化来评定导电材料及其工件的性能、尺寸或发现缺陷。

1 涡流检测的优点

第一，表面和近表面缺陷的检测重复性好，对检测材料上的微小不连续性灵敏度高，并可存储检测结果。第二，检测时不需接触工件，也不需要耦合剂，所以，检测速度非常快。尤其易于实现管、棒材高速、高效的自动化检测，并可以在高温状态下进行检测。第三，可对工件的狭窄区域、深孔壁、管束等检测。第四，可以揭示工件金属覆盖层或非金属覆盖层的厚度变化，评定材料的电导率和磁导率的变化。

2 涡流检测的局限性

第一，信号影响因素多，难以一一对应出现的异常信号与缺陷的类型、位置和形状，并受检测人员个人素质的影响较大。第二，受趋肤效应的限制，很难发现工件深处的缺陷。第三，不适用非导电性材料。

3 涡流检测的基本原理

涡流检测中，检测仪器输出显示的信号来自检测线圈(探头)，在被检材料表面感应出涡流后，涡流反过来影响检测线圈阻抗的幅值和相位的变化。由于影响涡流检测的因素较多，如待检工件的电导率和磁导率、待检工件的尺寸、检测频率及缺陷的类型和深度等，各因素的影响程度和方式也各不相同。因此，要提取有意义的信号，必须要有能消除干扰信号的方法或手段。在现今涡流检测的信号分析方法中，福斯特博士的阻抗分析法是最主要和最常见的。这种方法以分析涡流引起线圈阻抗变化及其相位变化之间的关系为基础，从而鉴别各影响因素效应的一种方法。

涡流检测技术在能源制造业中应用广泛，但最为常见也最为重要的应用领域是对管材的检测。以下对国内NB/T47013.6-2015《承压设备无损检测》第六部分涡流检测和美国SE-243《换热器和冷凝器用铜与铜合金无缝管的涡流检测》标准中相关管材涡流检测进行简要介绍并比较其异同。

3.1 适用范围

NB/T47013.6中规定涡流检测对于铜及铜合金无缝管，可检测管材的壁厚为0.2～6 mm，外径3～160 mm；SE-243《换热器和冷凝器用铜与铜合金无缝管的涡流检测》中规定本标准适用于外径≤79.4，壁厚>0.4 mm<3 mm的铜及铜合金管涡流检测。如需方与供方商定同意，可用于推荐尺寸以外的管子检测。

以上描述可以看出，SE-243中规定的较为灵活，而NB/T47013.6中规定较为明确。应注意的是，NB/T47013.6的适用范围要大于SE-243，对检测的选择可能会产生一定的影响，应加以注意。

3.2 检测方法

两个标准都明确使用外穿过式线圈法进行检测，这是对管材最有效、可操作性最好的检测方法，但SE-243标准也指出，当管子外表面不能通过时，可使用内穿过线圈法检测，但要考虑到内外穿过式方法和技术的差异。

3.3 对比试样

对比试样材质、尺寸、人工缺陷样式对涡流检测的有效性有较大影响。SE-243规定对比试样应能代表被检管材，而NB/T47013.6的规定相对较松，仅要求对比试样管与被检工件具有相同或相近规格、牌号、热处理状态和电磁性能。对比试样上的人工缺陷类型和尺寸，对于NB/T47013.6中铜与铜合金无缝管，对比试样上的人工缺陷为垂直于管壁的通孔。沿轴向加工3个相同的孔径的通孔，3个孔120°分布并有一定间距，通孔的尺寸根据外径和壁厚选择。对于SE-243，对比试样的人工缺陷较为灵活，有五种分布方式：一是加工120°分布3个外圆横向切槽；二是加工120°分布3个通孔；三是0°和180°加工2个通孔、90°和270°加工2个横向外圆切槽；四是一条直线上4个外圆横向切槽；五是一条直线上4个通孔，而切槽和通孔的尺寸也可根据壁厚选择。槽型人工缺陷相对于通孔人工缺陷更能代表管材在制造过程中的缺陷情况。但槽型人工缺陷的加工难度大，加工成本高。在编制检测工艺时，应综合考虑被检件的性能和使用状况，选择合适的人工缺陷，并在可能的情况下，选择槽型对比试样。

3.4 端部盲区

NB/T47013.6规定端部盲区应符合验收标准和技术合同的规定，推荐在距离两边端面小于或等于100 mm的通孔用来确定管材有效检测范围；而SE-243则明确规定确定端部盲区的方法：即在离管材端面加工一系列间隔为12.7 mm的通孔或切槽，然后使管子以产品检验的速度两次穿过检测线圈，一次是把有人工伤的一端为头，一次是把有人工伤的一端为尾，从而确定被检件检测的有效长度。相对来说，SE-243的规定可操作性更好。

3.5 填充系数

NB/T47013.6规定检测线圈的内径应与被检管材的外径匹配，其填充系数大于或等于0.6。而SE-243则规定检测线圈的内径应按最大实际填充系数来选择。两者的要求略有差别，检测时应注意。

3.6 检测速度

NB/T47013.6仅规定检测时的检测速度应与调试灵敏度时的速度相同。而SE-243除了规定检测速度应与调试灵敏度时的速度相同，还规定了检测时的检测速度波动最大在±5%，并且保证在管子与检测线圈基本同心。SE-243的规定可操作性更好。

3.7 相关信号和非相关信号

SE-243描述了相关信号和非相关信号之间的关系，认为非相关信号可能会遮盖不合格的不连续性，相关显示是由不能验收的不连续性所引起的，任何超出拒收水平而认为是非相关的信号均应按不合格看待，直到重复试验或其他方法证明无关时为止。而NB/T47013.6缺少相关提示。

3.8 拒收标准

标准都规定涡流检测管材的信号低于对比试样人工缺陷的信号时，管材是可接受的(SE-243没有直接给出验收标准，但ASTM管材标准中有相关验收标准)。且两个标准都特别强调：经检验仪器显示有超过验收标准缺陷的信号管材，可进行复探或用其他无损检测方法加以验证。若显示仍然超过验收标准，则该管材为涡流检测不合格品。这种谨慎的做法表明了涡流检测的高灵敏度和影响因素多的特点。

4 结语

通过介绍，我们了解了涡流检测在制造业标准中的特点，如其适用范围、检测方法、对比试样人工伤的选择、端面效应、填充系数、检测速度、相关信号和非相关信号、拒收标准，等等。对以后在生产制造过程中开展和使用涡流检测有一定的借鉴，值得进一步总结、研究和试验。

[1] 徐可北，周俊华.涡流检测[M].北京.机械工业出版社，2007.

[2] 《美国无损检测手册》译审委员会，译.美国无损检测手册：电磁卷[K].上海：上海世界图书出版公司，1999.

[3] 周正干，黄凤英，于芳芳.电磁超声和涡流组合检测方法[J].无损检测，2009，(09)：71-73.

[4] 王东升.金属薄壁管材涡流检测中异常信号的产生原因 [J].无损检测，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

赵振南(1984-)，男，硕士，工程师。

TH878

B

1674-8646(2017)10-0022-02