棒材利用电磁超声探伤检测技术特点

电磁超声探伤设备结构及功能简述

探伤设备采用探头旋转、棒材直线通过式的探伤方法利用A扫描、c扫描方式检测棒材中的夹杂、裂纹、缩孔等缺陷。主要由旋转探头机构、电气柜、计算机控制系统、操作台、缺陷标记器、标棒、去磁装置等组设备结构及功能简述该设备采用探头旋转、棒材直线通过式的探伤方法，主要由旋转探头机构 、电气柜 、计算机控制系统、操作台、缺陷标记器、标棒、去磁装置等组。

电磁超声探伤设备检测原理

棒材电磁超声波探伤仪的探头分为横波探头CF、垂直剪切波探头SSF，其中横波探头CF采用回形线圈，垂直剪切波探头SSF采用蛇形线圈。当磁铁产生的磁力线垂直于棒材表面时，涡流受力方向平行于棒材表面，质点产生与作用力垂直的超声横波，用于检测棒材芯部缺陷。

将线圈制成蛇形，使相邻两部分绕组的电流方向相反，并使磁力线垂直于金属表面时，将在棒材内部产生垂直偏振横波，又称垂直剪切波，用于检测棒材亚表面缺陷。棒材表面产生的电磁超声波向棒材内部传播，遇到缺陷时形成缺陷反射波，与棒材底反射波一起被电磁超声探头捕捉，并在回波器上以 A扫描波形图的形式显示出来，据此可分析缺陷在棒材内的位置和大小 。

电磁超声检测技术特点

(1)在水浸式压电超声中，由于第1临界角和第2临界角的限制，为准确检测棒材亚表面缺陷，需保证横波声压最强，即超声波在棒材中的折射角度在45左右 ，其亚表面检测深度只有0.15D左右(D表示棒材直径)。电磁超声辐射角度为30，亚表面检测深度可达0.25D，因此，电磁超声的亚表面检测区域更大，CF探头与 SSF探头声波覆盖区域重叠性更好，可实现棒材横断面的 100％扫描。

(2)水浸式压电探头易受侵蚀、刮伤 、水温等不确定因素影响，探头需要经常标定，至少每4个小时校准一次 。更换棒材规格时，直探头可以不调整，但斜探头必须调整，因此，每个规格棒材需准备一支对比样棒 。电磁超声探头因为不直接接触棒材表面，探头性能非常稳定，不需要频繁地维护、标定。电磁超声探伤仪相对压 电超声还有一个巨大优势，即具有自动标定功能，当系统接收第一支新规格棒材时，电磁超声探头会发射一个参考信号，系统可根据接收到 的参考信 号的振幅自动计算并设置相应的报警线 。

(3)电磁超声的能量转换是在棒材表面的趋肤层内直接进行的，由于趋肤层是棒材的表面层，声波的辐射角度 与棒材直径无关，因此，与水浸式压电超声相比，无需根据棒材直径频繁调整探头角度，可最大程度地减少人工校准的不可靠性 。

(4)由于棒材圆度的不稳定性、探伤辊道磨损等均会影响探头与棒材表面的垂直度。压电探头与棒材表面的倾角偏离 2-3°，就会造成棒材中声场的重大失真，缺陷很容易被漏检。根据 电磁效应的原理，电磁超声探头与棒材形成一定倾角的情况下，仍能保证超声波发射和接收的方向垂直于棒材表面，因此更适用于大直径棒材的检测。

(5)压电效应与温度有关，温度升高时压 电效应减弱，当达到某一温度即居里温度时，压电效应完全消失。温度对压 电超声的影响还表现在当温度升高时，超声波声速减小，斜探头的折射角增大，超声波在介质中传播的衰减加大。由于压 电超声采用水作为耦合介质，当棒材温度高于 100°时，耦合水在棒材表面将形成气泡，会严重影响耦合效果。电磁超声探伤仪的使用温度范 围广 ，适用 的棒材温度范围为一30-650°，因此，电磁超声探伤仪可根据棒材缓冷工艺要求灵活组织生产，不会对轧线生产节奏造成影响，特别适合需缓冷处理 的热轧大棒的探伤需要 。