電磁超聲技術簡介
衡量一個國家基礎工業的*與否,無損檢測是其中一個重要因素。美國前總統*曾說過,沒有*的無損檢測技術,美國就不可能享有在眾多領域的地位!可見無損檢測在國民經濟中的重要地位。
無損檢測的目的在于定量掌握缺陷與強度的關系,評價構件的允許載荷、壽命或剩余壽命;探傷設備在制造或使用過程中產生的結構不完整,以及缺陷的情況。從而以便改進制造工藝,提高產品質量,及時發現故障,保證設備安全、高效、可靠地運行。無損檢測技術應用非常廣泛,可應用在機械制造、石油化工、艦艇船舶、汽車、鐵道、建筑、冶金、航空航天和核能等工業中,能夠創造可觀的經濟效益和社會效益。
超聲無損檢測技術是五大常規檢測技術之一,具有檢測精度高、范圍廣、缺陷定位準確、現場操作方便等特點,是應用zhuiwei廣泛的無損檢測技術,體現在改進產品質量、產品設計、加工制造、成品檢驗以及設備服役各個階段。超聲無損檢測方式對于提高產品質量,提升產品核心競爭力具有重要意義。
現有的超聲無損檢測方式通常采用壓電超聲檢測方法,但是存在依賴聲耦合劑、檢測場合受限等問題,難以用于高溫、低溫、在線等檢測領域。
電磁超聲無損檢測技術是一種以電磁超聲換能器(Electromagnetic Acoustic Transducer,簡稱EMAT) 為核心的新型超聲無損檢測技術。與傳統的壓電超聲技術相比,該技術具有檢測時無需耦合劑,無需與試件接觸,無需對試件表面預處理,能夠方便地產生多種類型超聲波等優勢,適用于無接觸檢測、高溫檢測、高速在線檢測等場合。電磁超聲技術顯著提高了超聲無損檢測技術的檢測精度、檢測效率、應用范圍、環境適應性、經濟性及環保性。
典型的電磁超聲換能器包括線圈、磁鐵和試件三個部分。在非鐵磁性材料中,EMAT的換能機理為洛倫茲力機理;而在鐵磁材料中,洛倫茲力、磁致伸縮力和磁化力三種機理將共同作用,完成超聲波的發射和接收。以洛倫茲力機理為例簡介EMAT的工作原理(見圖1):通以交變電流的導線 (或線圈) 置于試件表面時,將在試件表層感生出渦流;渦流與磁鐵產生的靜磁場相互作用,就會產生洛倫茲力;洛倫茲力將引發試件內部質點的高頻振動,這種振動以波的形式向外傳播,就完成了超聲波的發射;通過控制線圈、磁鐵的結構和參數,就可以方便地激發出多種類型的超聲波。電磁超聲的接收是發射的逆過程。
作為傳統壓電超聲技術較為理想的替代品,美、德、英、日等國對電磁超聲無損檢測技術高度重視,無論在資金支持還是在人員配備上均有很大投入。近年來,這些國家已對該技術開展了廣泛而深入的研究,并將其成功應用于冶金、焊接、列車輪軌、管道、橋梁、飛機、板材、棒材等眾多領域,同時其中的部分產品已經進入我國市場。而我國在電磁超聲無損檢測領域的研究起步較晚,目前關于電磁超聲無損檢測產品的報道相對較少。