电涡流无损探伤

定义与用途

电涡流无损探伤是一种基于电涡流效应的非接触式检测方法，用于检查金属表面裂纹、热处理裂纹及焊接部位缺陷。其最大特点是非接触测量，不磨损探头。

工作原理

当载有高频交流电的探头线圈靠近被测金属导体时，线圈磁场在导体中感应出电涡流。电涡流产生的反磁场又反作用于线圈，使线圈的等效阻抗发生变化。线圈阻抗可表示为
$Z=F(\rho ,\mu ,r,x,f)$
其中：$Z$ 为线圈阻抗（单位：$\mathrm{\Omega }$）；$\rho$ 为被测导体电阻率（单位：$\mathrm{\Omega }\cdot \mathrm{m}$）；$\mu$ 为磁导率（单位：$\mathrm{H}\mathrm{/}\mathrm{m}$）；$r$ 为线圈与导体间几何尺寸相关参数（单位：$\mathrm{m}$）；$x$ 为探头与导体间距离（单位：$\mathrm{m}$）；$f$ 为激励频率（单位：$\mathrm{H}\mathrm{z}$）。

探伤时，传感器与被测导体保持距离不变（恒距扫描）。当导体存在裂纹、热处理缺陷或焊缝缺陷时，缺陷处的等效电阻率 $\rho$、磁导率 $\mu$ 或有效导电路径发生变化，使电涡流的幅值与分布改变，进而引起线圈复阻抗变化，最终使输出电压发生突变。缺陷引起的电导率、磁导率或路径改变可使复阻抗与场分布改变，不能对所有缺陷与材料保证涡流必然减小。通过检测该突变信号即可判断缺陷的存在。

信号特征

在恒距扫描中，缺陷引起的输出电压突变通常表现为瞬态脉冲信号。只有当缺陷或导体结构沿扫描方向具有确定的空间周期时，相对运动才会使测量线圈上产生相应调制频率的信号；仅有相对运动不能保证出现周期调制频率。

非金属杂质与内部缺陷

非金属本身不产生显著涡流，但涂层、间隙及非金属夹杂可通过改变提离距离或导电路径影响响应，不能一概忽略。通过电阻率和磁导率的变化可获取内部缺陷信息。

技术特点与条件

电涡流探伤受环境温度、表面硬度、机械传动均匀性及抖动等因素影响，需采用差动电路以抑制共模干扰。检测时传感器必须与被测导体保持距离不变，否则距离变化本身会引起阻抗变化，造成误判。

适用范围

适用于金属表面裂纹、热处理裂纹及焊接部位探伤。探测深度受趋肤效应限制，对较深内部缺陷须按频率、材料与缺陷位置验证能力。