涡流法腐蚀检测

腐蚀是金属材料因化学（或电化学）侵蚀而变质。这通常是由环境（通常是水）引起的，有时是由其他物质引起的。产生的腐蚀产物不导电，因此我们将测量被测材料的厚度。
可以使用涡流仪器和探头进行检测，并且使用特定的程序通常可以进行定量测量。
在大多数情况下，尤其是在航空航天工业中，被检查的材料将是一种铝合金，因此我们将专注于此应用。尽管有一些例外情况，例如使用反射远程场技术（主要用于管道检查），通常无法用涡流检测到钢中的腐蚀。

设备选型

• 仪器:对于腐蚀检测，最好选择具有高增益和低漂移的仪器，最好在反射（发射-接收）模式下运行。低通滤波器（LPF）的可用性也是一项有用的功能，它可以减少某些探头出现的背景噪声，并且经常出现在高增益设置下。
•探针：最好的探头通常是反射点/表面类型，其直径小于0.5英寸（12毫米），尽管有时会使用较大的尺寸来覆盖较大的区域。特殊的低噪声，高增益反射模型是专为铝腐蚀检测而设计的。
•参考标准：可以使用电导率和厚度与要检查区域相似的阶梯楔形参考标准品进行校准。最常见的厚度减少区域为10％，20％和30％。

阻抗平面

重要的是要看到厚度对电导率曲线的影响，因为它在仪器显示屏上显示了点的移动。图1显示了典型的阻抗平面，以感抗（XL）和电阻（R）为坐标。当探针在空中时，该点位于电导率曲线的顶部，并且沿着曲线向下移动以增加材料的电导率，而B点为待检查的铝合金。
从点B开始，厚度减小将沿着厚度曲线向上移动。

图1
在图2中，我们旋转了显示器（使用相位控制）以设置水平升起并增加仪器增益，直到只有矩形部分的区域才成为仪器的整个显示屏。如果沿厚度曲线的点C表示厚度减少了20％，则当探针在腐蚀点上移动时，点将从B移到C。

图2

单层腐蚀检测

这是最简单的可能情况。当仅存在一层时，可以实现高灵敏度检测，并且可以显示低至百分之一的损失百分比。然而，当使用这种高增益时，虽然通常会注意到这些变化非常缓慢，但仍可以看到其他变化，例如电导率甚至铝板轧制变化。频率并不严格，但是通常将其设置为一个标准的穿透深度。
对于该检查，最好有一个（相同或相似材料的）参考标准，其厚度减少5、10和20％，因为这样可以更好地估计浅层腐蚀（见图3）。 。

图3

图4中的显示显示了这些减少沿厚度曲线产生的指示。通过比较读数进行腐蚀估算。由于电导率差异，在校准至标准后，可能有必要将仪器重新置于被测材料上。增益不应调整。

图4

两层腐蚀检测

当将两个铝板连接在一起时，更难检测（甚至更难测量）腐蚀。测量两层腐蚀的主要问题是蒙皮之间气隙变化的干扰，该干扰可能与腐蚀的存在相混淆。对于探针而言，气隙看起来像是厚度减小，尽管它遵循的路径略有不同，但实际上不足以进行肯定识别。由于腐蚀产物也会产生气隙，这使情况更加复杂。
可以使用三种不同的技术进行腐蚀检测和测量：
1.有限渗透法
2.双频方法
3.变频方法

有限渗透法

该方法仅依赖于对第一层的渗透，因此避免了任何令人困惑的气隙指示。该方法的主要局限性在于第一层远侧的涡流密度低，使得对腐蚀的敏感性低于10％。幸运的是，很容易看到高于该值的腐蚀水平。
随着频率增加，厚度指示会顺时针移动。图5显示了探头从两个皮肤区域（B）移至单个皮肤区域的影响。最终达到指示变为水平的频率，并且两者之间没有垂直幅度差（运动B到C）。

图5

通常，会提供一个图表，该图表将厚度与检查频率相关联。工作点大约相当于标准穿透深度的1.5倍（您可以使用Nortec®涡流滑尺来计算）。
NDT航空公司手册中的标准腐蚀检测程序依赖于此方法，并使用厚度减少10％，20％和30％的校准标准（图6）。预期的显示效果如图7所示，水平增益降低了约6dB。

图6

图7

由于标称表皮厚度的变化，电导率的变化和探头的差异，还需要检查对待测结构的响应。如前所述，这是通过将探针放置在两层区域然后放置在单层区域上来完成的。该点应为两者提供相同的垂直位置，以确保来自第二层的干扰最小。增益不应调整。

双频法

要执行此检查，必须有一个双频仪器和一个具有宽频率范围的探头。双频方法使用两个单独的频率来消除气隙信号。第二个频率通常仅是检查频率的两倍，仍然可以提供足够的穿透力来检查两个层。
除了常规类型的参考标准外，还需要变化的气隙来进行校准，如图6所示。
将以第二频率F2检测到的气隙信号调整为在以第一频率获得的气隙信号的幅度和相位上尽可能接近，然后将两个信号彼此相减（F1-F2），从而使气隙信号最小化（图8）。尽管抵消也降低了腐蚀信号，但仍有足够的相位和幅度差可检测到。还可以检测到第二层远端的腐蚀。腐蚀严重程度的测量是通过与参考标准进行比较来完成的。腐蚀指示与图9相似。

图8

图9

该方法的主要目的是必须谨慎进行校准并且很费时间。此方法在薄层上比厚皮肤上更好。

变频方法

此方法仅用于测量。
首先使用能够穿透被检两层的频率完成检测。为此，最好将它们的厚度加在一起并使用标准的穿透深度（请参阅本文档前面介绍的单个厚度过程）。只要没有检测到不合格的信号，就认为该结构是可接受的。
当识别出可疑区域时，会在表面上仔细标记出最差的斑点，然后通过与用作零点的已知好斑点进行比较来进一步检查。这应该尽可能靠近兴趣点，以避免其他变化（参见图10）。在每个频率步长处，探头都将在好点处归零（并且将提升值设置为水平），然后将其放置在标记的可疑点上。

图10

随着频率的增加，可疑腐蚀点将沿顺时针方向移动（见图11），直到达到与零点相同的垂直幅度（它将在直线上并且在提离线的右边）。

图11

注意：
必须增加增益才能清楚地看到可疑的腐蚀信号，因为当频率增加时渗透率会降低。该方法仅取决于相位，因此幅度并不严格。

如果需要的话，它也可以用来估计第二层远端的厚度减小的区域，但是精度将取决于界面气隙的均匀性。
当达到该频率时，它需要与剩余的好材料的厚度相关。这可以通过以下方法完成：
•使用设置为1.5倍穿透深度的Nortec涡流滑尺，找到相应的厚度。
•使用用于计算有限渗透法的图表，检查相应的厚度。

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