Стратегии вихретокового тестирования медных трубок

Стационарные датчики (проходной тип, слева) и сканирующие датчики (вращающийся тип, вверху) различаются режимами работы и дефектами, которые они обнаруживают. Датчики со сквозной катушкой хорошо подходят для поиска небольших и глубоких дефектов; вращающиеся датчики предназначены для обнаружения длинных и неглубоких дефектов.

Трубы из цветных металлов производятся для различных применений и, следовательно, должны соответствовать соответствующим стандартам или требованиям. Некоторые из этих требований относятся к проверке на утечки, а другие — к проверке качества. Для таких применений подходит вихретоковый контроль, метод неразрушающего контроля.

Испытание медных трубок особенно важно, поскольку большинство из них используются в системах кондиционирования и охлаждения (ACR), теплообменниках и т. д. Например, отверстие в трубке ACR создает несколько проблем — потерю хладагента, снижение эффективности системы и головную боль при устранении неполадок.

Производственные стандарты предусматривают минимальные требования, многие из которых могут быть выполнены с использованием вихретокового аппарата с катушкой проходного типа. Однако некоторым производителям приходится выходить за рамки опубликованных стандартов. Поскольку стоимость сырья растет, производители уменьшают толщину стенок, чтобы снизить затраты, поэтому им приходится применять все более строгие требования к испытаниям. Они часто используют вращающиеся сканирующие датчики, которые обеспечивают более высокое разрешение дефектов, чем катушки проходного типа.

Наиболее распространенными методами производства медных труб являются экструзия, поперечная прокатка из прутков и непрерывное полое литье. Далее трубы подвергаются холодной пилгерной прокатке, планетарной прокатке и волочению. Шаг достижения окончательного размера обычно включает в себя процесс рисования. Конечный продукт поставляется либо нарезанным по длине, либо свернутым в бухту.

С другой стороны, объемы производства сварных медных труб растут, поскольку производители труб могут формировать различные поверхностные структуры в плоской полосе, прежде чем формовать из нее трубу.

Независимо от того, является ли труба бесшовной или сварной, обычно используются два метода испытаний: сквозная катушка и вращающийся сканирующий датчик. Эти два метода различаются принципом работы и недостатками, которые они обнаруживают.

Сквозная катушка. Установка со сквозной катушкой представляет собой стационарную индукционную катушку, по которой движется трубка (см.Рисунок 1 ). Это наиболее часто используемый метод вихретокового контроля. Он подходит для продуктов диаметром от 0,3 до 240 мм (от 0,12 до 9,47 дюйма).

Вращающийся сканирующий зонд. Вращающийся сканирующий датчик — это устройство с двумя или четырьмя датчиками, прикрепленными к вращающейся сканирующей головке; трубка проходит через кольцо. Сканирующие датчики отслеживают спиральный рисунок вокруг трубки (см.фигура 2 ). Эти устройства чувствительны к длинным и неглубоким дефектам.

Вращающиеся датчики, приводимые в движение двигателями со скоростью до 18 000 оборотов в минуту, подходят для обнаружения дефектов размером до 30 мкм в трубах, движущихся со скоростью трубопрокатного стана. Типичные возможности сканирования:

Зазор между испытательными головками и испытуемой трубкой составляет от нескольких десятых миллиметра до примерно 2 мм. По физическим причинам повышение чувствительности дефектоскопии заключается в использовании вращающихся преобразователей меньшего размера и уменьшении воздушного зазора между преобразователем и поверхностью материала. Небольшие изменения воздушного зазора можно устранить электроникой с помощью схемы автоматической компенсации, которая поддерживает постоянную чувствительность теста.

Рисунок 1. Дефектная трубка проходит через датчик со сквозной катушкой.

Блоки детектирования улавливают два типа информации: тестовый сигнал и фоновый шум (генерируемый вибрациями, вызванными оборудованием для изготовления труб). Достоверный результат теста зависит от сильного тестового сигнала, который не заглушается фоновым шумом. Разница между этими двумя типами информации выражается как отношение сигнал/шум. Идеальным местом для вихретокового датчика является место, где уровень шума от минимального до умеренного.

Производители туб могут тестировать материал на любом этапе, от исходного материала до готового продукта. Тестирование исходного материала сокращает затраты — оно предотвращает обработку дефектного материала. Кроме того, испытания, проводимые на этом этапе, могут быть необходимы для соответствия требованиям контролируемого производства согласно ISO 9000. С другой стороны, тестирование готового продукта обычно является обязательным для медных труб (см.