摘要：介绍了涡流探伤的基本原理和设备组成，重点阐述了涡流探伤在钨丝生产中的应用，并对涡流探伤的特点及缺陷分析进行了分析和探讨，指出涡流探伤技术是检测钨丝表面质量的有效手段。
关键词：涡流探伤；钨丝生产；应用
引言：
我国是钨资源大国。钨具有其他金属难以比拟的高熔点、高比重、热膨胀系数小等特殊性质，被广泛应用在尖端科学领域、国防工业和民用工业中，如切削刀具、焊接电极、喷涂原料、电灯灯丝、电子管阴极等。自从1918年美国人佩斯发明掺杂钨丝以来，钨丝成了照明行业中不可替代的产品，被广泛应用于各种灯泡。
1涡流探伤原理及设备
1.1涡流探伤原理
涡流探伤检测建立在电磁感应原理的基础上，即利用交变磁场作用下被测工件表面所产生涡流的分布及大小的不同来反映工件的物理性能和缺陷的差异。
1.2探伤设备
1.2.1探伤设备的组成
涡流探伤设备主要由涡流仪、探头(涡流检测换能器)、记录装置、放丝收丝装置等组成。根据探头检测的形式又分为穿过式、点式、旋转式、内插式等。线棒材的检测一般采用穿过式探头。该探头的特征是只能检测长的纵向裂纹、刮伤和拉丝模划痕，而横向伤痕、V型裂纹、夹杂物、凹坑和折叠等就不能被检测出。相对于钨丝的运动，探头静止，可确保每根钨丝百分之百被检测。检测钨丝的速度可根据每个厂家的实际需要进行设定，收丝速度最快可达140m/min。
1.2.2检测方法
（1）检测方式
在钨丝的检测过程中，由于穿过式探头涡流感应线圈制作形式不同，探伤的形式也有所变化。
（2） DIFF形式检测(自我矫正式)
DIFF探伤形式是在探头内安置两个串列的感应线圈，这种形式的安置抗干扰能力强。随着钨丝位置的变化，探伤检测时受电流感应的杂音少。该形式检测时不受钨丝的材质、温度、尺寸变化等影响。但是如果钨丝表面存在大的连续裂纹，就难于区分。
（3） ABSO形式检测(标准比较式)
ABSO探伤形式是在探头内安置两个并列的感应线圈。检测时，其中一个感应线圈放置一根不存在缺陷的标准样（钨丝），另一个线圈通过被检测钨丝，产生的电磁感应电流与标准丝产生的电流进行比较。ABSO探伤容易检测连续裂纹，但抗干扰能力差，容易受钨丝的材质、温度、尺寸、位置变化等因素的影响。
1.2.3设备安装和参数的设定
由于涡流探伤传输的是弱电信号，其他电信号的干扰对其检测结果影响很大，故要求线路抗干扰能力强。安装时，通信电缆必须采用屏蔽线，且电缆不能与其他交流线路和大功率直流线路平行，否则极易产生错误信号。
（1）安装过程
探头：通过屏蔽了的电源线与涡流仪主机的输入端连接。
记录仪：通过屏蔽了的电源线与涡流仪主机的输出端连接。
涡流仪：安装时为防止静电的干扰，必须和机架进行接地。
（2）参数的设定
相位（Phase）：指在进行探伤时设定合理相位，提高检测信号的信噪比和抗干扰能力，实现信号的识别、分析和诊断，以得出最佳的信号特征和检测结果。即相位处于干扰电磁最低、缺陷信号最大的位置(相位P=S/N，其中S指缺陷信号数值，N指电磁干扰信号数值)。
增益（Gain）：是指信号(包括探伤和干扰信号)的放大倍数。一般增益的设定由钨丝生产厂家根据实际需要设定。
滤波（Clipper）：是指把检测到材料缺陷的电信号进行过滤，记录所需要的缺陷电信号。
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2涡流探伤方法的特点
2.1涡流探伤不需要藕合剂
涡流探伤的传播介质是电磁波,电磁波不仅具有波动性而且是一种粒子流,探头和被检材料之间不用藕合剂电磁波便可传播,涡流探伤可以非接触地进行。
2.2涡流探伤速度快,能够实现在线生产
以包钢钢联无缝钢管厂DE几CoTMATCP2.842型涡流探伤设备为例,DEFECOTMATCP2.842型涡流探伤设备的探伤速度可以达到3m/s,正常生产时速度2m/s,完全能够适应自动生产线的要求,另外调整和更换规格时间短,一般10~20min就可以完成设备的调整。
2.3能够用于高温金属的探伤
涡流探伤能够非接触进行,高温下导电试件仍有导电的性质,检测线圈不受材料居里温度的影响,涡流探伤可以对高温的钢管进行探伤。
2.4探伤结果可靠性高
以包钢钢联无缝钢管厂DEFECTOMATCP2.842型涡流探伤设备为例,按规程校准设备后对钢管进行探伤,DEFECTOMATCP2.842型涡流探伤设备能够将被探钢管的信号情况由屏幕显示出来,分选装置自动将合格品和不合格品进行分选,自动打标装置能比较准确地标记出不合格品的缺陷位置,以便于人工确定被检出缺陷的位置和类型。
3探伤缺陷分析
3.1探伤缺陷的反映形式
Ｄ0.39ｍｍ钨丝探伤缺陷的表现形式从报警声可分为短鸣和长鸣，短鸣表示缺陷为单裂纹，长鸣则表示缺陷为连续裂纹；从对应的记录仪上看，单裂纹为单竖线，连续裂纹为一组竖线，而从竖线的高度还可判断裂纹大致的深浅程度。
3.2探伤缺陷的金相分析
以Ｄ0.39ｍｍ钨丝为研究对象，对钨丝探伤出现裂点的部位进行取样，然后通过磨削不同深度进行金相观察，发现钨丝缺陷主要为表面缺陷和内部裂纹。
3.2.1钨丝的正常组织结构
正常无缺陷钨丝剖面的金相组织照片明亮无暗斑，织构清晰。
3.2.2钨丝的单裂纹缺陷
钨丝的单裂纹缺陷有点状表层缺陷、浅层短纵向裂纹缺陷和横向裂纹缺陷。由于对钨丝进行探伤检测时其线速度一般在100ｍ／min以上，因此这几种缺陷在探伤仪上均表现为单裂纹缺陷。但实际上由于缺陷的严重程度不同，其对后续加工和成品的影响也有很大区别。
3.2.3钨丝的连续裂纹缺陷
连续裂纹钨丝缺陷探伤时的报警声音表现为长鸣，从剖面的金相照片可以清楚看到钨丝内部已出现明显纵向裂纹，这种裂纹长而且主要出现在钨丝芯部，若继续加工，钨丝将会产生严重劈裂。
4探伤设备在钨丝检测中的应用
在钨丝的生产过程中，涡流探伤被广泛应用。探伤仪可以安置在拉伸机的放丝架后进行实时检测，利于在生产过程中及时发现问题，及早解决加工过程中影响丝材质量的问题，同时对不符合检测要求的材料进行分流。探伤仪也可以对多个不同尺寸的半成品丝材进行检测，几乎可以做到对钨丝拉伸的全程检测。
对于直径0.39mm以上各种成品钨杆，在出厂包装前大多利用涡流探伤对其表面进行检测，及时区分表面有缺陷的产品以保证出厂产品的质量。随着钨丝加工的细化，对钨丝表面探伤检测的难度也更大，因此目前钨丝生产厂家普遍在∅1.000mm、∅0.390mm、∅0.185mm、∅0.126mm等半成品处设定探伤检测点，以保证钨丝表面质量。
结束语：
近几年随着国民经济的发展，涡流探伤在钨丝生产厂家被广泛应用，我国钨丝的质量大幅提高，以前高质量钨丝都需要进口的局面正逐步改变，具有一定国际影响力的大型钨丝生产企业不断涌现。涡流探伤不仅在钨丝生产中被逐渐普及，在石油、化工、核工业等领域所需的杆、线材料表面质量检测上也被大量应用。随着涡流探伤技术的发展，通过完善探头（换能器）设计，研制性能更好的涡流检测换能器，增加计算机辅助自动记录等措施，涡流探伤的高效率、高自动化、高灵敏度等特点将得到更充分发挥，涡流探伤在钨钼丝等金属制品行业必将得到越来越广泛的应用。
参考文献：
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[2]刘铁军,任岚明,姜德盛.涡流探伤技术在电站设备中的应用[J].吉林电力.2017(06)
[3]曾祥照,潘国敏.锅炉钢管的水压试验和涡流探伤[J].发电设备.2016(Z2)
论文作者:杨红玖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：钨丝论文; 涡流论文; 缺陷论文; 裂纹论文; 信号论文; 金相论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第35期论文;