利用渦流探傷儀，進(jìn)行高速自動化電導(dǎo)率測量

時間：2022-12-29

HPI (High Performance Industrietechnik GmbH)總部位于奧地利蘭斯霍芬，為輕金屬行業(yè)開發(fā)、設(shè)計、制造和交付交鑰匙設(shè)備。冶金制造商通常使用輕金屬（如鋁和鎂）來生產(chǎn)輕型合金類產(chǎn)品。

HPI為它的其中一個冶金客戶并開發(fā)了一種用于無損材料檢測的自動化電導(dǎo)率測量系統(tǒng)。HPI制造的電導(dǎo)率測量系統(tǒng)集成了NORTEC600渦流探傷儀，將渦流探傷儀用于測量和測試以滿足質(zhì)量需求。

制造一款以生產(chǎn)線速度驗證電導(dǎo)率的系統(tǒng)

HPI制造了一款系統(tǒng)來進(jìn)行電導(dǎo)率測試，用于評估鋁板的熱處理狀態(tài)。這些鋁板寬4,200 mm，長33,000 mm，厚度范圍為1 mm到210 mm 。這些鋁板會被加工成鋁鎂合金半成品，供應(yīng)給航空工業(yè)。

這家冶金公司需要為其新的軋鋼機組配備該系統(tǒng)，其中包括冷軋機、熱軋機和板材熱處理。其制造工藝要求采用內(nèi)置的NDT檢驗解決方案，在提高生產(chǎn)率的同時確保其材料符合**公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。

HPI面臨的挑戰(zhàn)是開發(fā)這樣一款系統(tǒng)：在保持一致的測試性能的同時，還需要實現(xiàn)高速測量鋁板電導(dǎo)率。

正在生產(chǎn)線輥道上運輸?shù)拇笮弯X板

為什么制造商需要測量金屬電導(dǎo)率

通過測量電導(dǎo)率能夠確定材料允許電流通過的程度，即能夠確定材料的電流傳導(dǎo)性能。此測試使制造商能夠收集有關(guān)物質(zhì)成分的信息。通過這些測試數(shù)據(jù)，用戶可以確定材料是否適合其預(yù)期用途。

許多行業(yè)都在其質(zhì)量控制和制造工藝中引入電導(dǎo)率測試。其目的是為了驗證金屬結(jié)構(gòu)是否完整性，以便能夠?qū)崿F(xiàn)終產(chǎn)品所需的耐用性和性能。

必須測量飛機建造中使用的鋁材電導(dǎo)率以了解其放電能力，從而確保鋁材承受雷擊等事件時的材料應(yīng)力承受能力。電導(dǎo)率測試通過檢測合金硬度的變化可以確認(rèn)材料是否因熱處理而受損，令其脆性增加。

鋁材的優(yōu)點、缺點和典型缺陷

鋁材的密度**其他常見金屬。例如，鋼材的密度大約比鋁材高三分之一。由于重量輕、強度高，鋁材是飛機制造的理想材料，一些數(shù)據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)代飛機制造中鋁材占比為75–80%。因為主要由鋁材制成，飛機可以承載大的重量，并且省燃油。

鋁合金的另一大優(yōu)點是耐腐蝕性，這增加了飛機的耐用性。飛機經(jīng)常受到惡劣天氣和端氣候的影響，需要耐受從高空的冰凍溫度到包括雪和暴雨在內(nèi)的降水等因素。盡管鋁材具有高度耐腐蝕性，但它也是一種化學(xué)活性金屬，因此某些情況下也會發(fā)生腐蝕。

鋁制組件*受到各種類型腐蝕，其中包括：

表面點蝕

晶間腐蝕

剝離腐蝕

應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）

疲勞開裂

微振磨損

制造工藝（如機加工、成型、焊接或熱處理）可能會在鋁板（并因此在飛機零件上）留下應(yīng)力。**過應(yīng)力腐蝕閾值時，這種殘余應(yīng)力可能會在腐蝕性環(huán)境中導(dǎo)致開裂。

渦流NDT技術(shù)在航空航天應(yīng)用中的優(yōu)勢

渦流無損檢測(NDT)技術(shù)是一種非接觸式金屬零件檢驗方法。此技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空和航天工業(yè)以及其他制造和維修環(huán)境中用于檢驗薄金屬材料是否存在潛在的安全相關(guān)或質(zhì)量相關(guān)問題。由于渦流檢測(ECT)使用電磁耦合，不需要與零件直接接觸，因此不需要耦合劑。

渦流技術(shù)的優(yōu)點：

保留漆層和涂層進(jìn)行檢驗（*除漆）

較少的表面處理（可以保留污垢進(jìn)行檢驗）

易于使用，只需較少的培訓(xùn)

提供快速結(jié)果，適合高速檢驗和大型零件檢驗

適用于任何導(dǎo)電材料，包括飛機上常用的金屬，如鋁、不銹鋼和鋼

渦流檢測設(shè)備的工作原理

(A) 流入線圈的交流電產(chǎn)生磁場（藍(lán)色）。(b) 當(dāng)線圈置于導(dǎo)電材料附近時，會引發(fā)材料中產(chǎn)生渦流（紅色）。(c) 零件中的缺陷會干擾渦流的路徑。這種干擾可以用儀器測量。

當(dāng)交流電通過ECT探頭總成中的一個或多個線圈，且探頭靠近由導(dǎo)電材料制成的零件時，會產(chǎn)生交變磁場，將渦流引入零件。這個磁場會產(chǎn)生耦合效應(yīng)。

測試部件中的間斷點或特性變化會改變渦流的流動，這會影響探頭的工作感抗。探頭可檢測到材料厚度的變化或缺陷，如受檢零件中的裂紋和腐蝕。這些變化以信號的相位和振幅反映在儀器屏幕上，然后由操作員進(jìn)行解讀。

HPI的鋁板電導(dǎo)率測量解決方案

集成NORTEC 600 ECT裝置的鋁板電導(dǎo)率測量系統(tǒng)

HPI過去曾使用手動設(shè)備進(jìn)行此類生產(chǎn)線測試；但隨著速度和質(zhì)量要求的提高，尤其是對于航空和航天行業(yè)，手動測試變得過時。奧林巴斯的NORTEC 600渦流探傷儀通過與HPI的全自動檢驗系統(tǒng)相結(jié)合，以此提供了一個較為并具有時間和成本效率的解決方案。

HPI為此解決方案配置了自己的應(yīng)用軟件，基本上就是將NORTEC 600裝置作為傳感器集成到系統(tǒng)中。HPI之所以特別選擇了NORTEC 600設(shè)備而不是其他渦流探傷儀，是因為該儀器提供了與可編程邏輯控制器(PLC)通信的接口。在電導(dǎo)率測量前后，系統(tǒng)會自動對每個金屬板進(jìn)行校準(zhǔn)檢查。由于其檢測速度很快，手動測量需要花費數(shù)小時的數(shù)百個檢測點僅需幾分鐘即可完成測量。

HPI的客戶使用其中兩個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)上配備兩個NORTEC 600探傷儀。作為質(zhì)量控制流程，電導(dǎo)率質(zhì)量檢查有助于改進(jìn)HPI的熱處理工藝和提高客戶滿意度。

關(guān)于NORTEC 600渦流探傷儀

NORTEC 600渦流探傷儀是一種便攜式設(shè)備，采用了**的數(shù)字電路。

NORTEC 600裝置可輕松無縫地集成到檢驗系統(tǒng)中。此裝置的宗旨是讓工業(yè)環(huán)境中的性能保持一致性。NORTEC 600規(guī)格和功能在設(shè)計時考慮到了HPI等集成商。

設(shè)計滿足IP66要求

持續(xù)平衡濾波器

帶有掃頻報警的帶狀圖視圖

6 kHz測量速率

通過NORTEC PC軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制

報警輸出

模擬輸出

數(shù)字輸入

質(zhì)量控制用NDT設(shè)備

HPI選擇將奧林巴斯NORTEC 600渦流探傷儀集成到其自動化NDT解決方案中，是因為該探傷儀可以在不接觸材料表面的情況下實現(xiàn)快速的電導(dǎo)率測量。

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詞條
詞條說明
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