核用锆管涡流检测超标信号的形成与处理

　　1　形成涡流检测超标信号的原因分析

　　1.1　轧制缺陷

　　锆合金管材一般经高速轧制冷轧而成。在轧制过程中由于各种原因,会在管材中形成诸如裂纹、折迭、压坑等缺陷,这些缺陷的存在将严重影响管材的性能,应予剔除。采用穿过式涡流检测技术往往对裂纹等线状缺陷是不敏感的,需要采用对线状缺陷比较敏感的超声波检测技术。对存在于管材内外壁的压坑等孔型缺陷,经精整处理后缺陷的边缘变得光滑,超声波检测是无法发现的,但涡流检测该类孔洞型缺陷检测能力强。因而锆合金涡流检测的多数超标信号是由于管壁存在此类缺陷引起的。图1所示的超标信号,经对管材剖样后发现为内壁一 2×0.1大小的压坑所致。

　　轧制时工模具的自身质量对管材质量影响也是很大的。如果孔型与芯头表面质量不好或配合曲线不好,将会导致管材的内外表面质量变差,产生粘结现象。在涡流检测时使检测噪声增高,甚至出现超标信号,如图2所示。

　　1.2　管材尺寸的微量变化

　　在设备同心度较好的情况下,管材的几何尺寸越均匀,涡流检测的本底噪声越低;但当管材的尺寸发生微量变化时,将影响在管材表面感应涡流分布的均匀度,导致检测噪声增高,甚至会引起涡流畸变,产生超标信号。实践证明,涡流检测对管材壁厚尺寸的微量变化尤为敏感,当 10×0.7锆合金管材在壁厚方向上变化超过0.02mm时,检测仪器就会有超标信号出现。图3中的超标信号为外表面缺陷经修磨后使管材尺寸发生了微量变化而引起,实际上修磨处的管材尺寸满足技术要求,且有一定余量。

　　另外有文献表明[1],当管材内外表面尺寸发生有规律的波浪式变化时,也会导致超标信号产生,如图4所示,而发生这一现象的主要原因是因为轧制送进量过快。

　　1.3　管材的不直度

　　核用锆合金管材的直线度要求小于0.55mm/m。满足该要求的管材经过涡流检测时检测噪声较低;当管材直线度超过该要求时,检测噪声将会增高。当不直度发生在管材两端时,则很容易产生超标信号,如图5所示,在距管头约100mm处因弯曲而产生了超标信号。

　　1.4　周围环境的影响

　　涡流检测的基础是电磁感应原理,检测线圈正常工作时的感应电压只有几十毫伏,电网电压的波动、空间电磁干扰和设备传送管材时产生的机械振动,以及管材与传送滚轮之间因磨擦产生的静电等,都会引起检测线圈的反应,产生虚假信号,影响对产品质量的正确判定,如图6所示。

　　2　排除干扰信号的措施