[电磁(EMAT)无损探伤的特点及钢铁行业的应用前景] 钢铁行业特点
时间：2019-05-02 03:29:54 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘 要】电磁（EMAT）无损探伤技术为检测领域带来了新的发展前景，此技术能够采用电磁耦合方法对超声波进行激励与接受，是如今钢铁行业用来检测金属内部质量的重要手段。它与以往的检测技术不同，由于更具有高精度性和非接触性，以及在高温检测中也非常容易激发超声波形等，因此电磁（EMAT）无损探伤技术在钢铁行业中更加被重视。本文通过简单介绍电磁(EMAT)无损探伤，对电磁(EMAT)无损探伤的特点进行分析，并阐述电磁(EMAT)无损探伤技术在钢铁行业的应用前景。
【关键词】电磁(EMAT)无损探伤；钢铁；特点；应用前景
随着我国工业技术水平的不断发展，在钢铁行业中，对钢铁产品质量问题也越加重视。电磁（EMAT）无损探伤技术的推出，成为了钢铁行业检测钢铁产品内部质量的重要手段，由于它的检测速度快，并且精确度很高等优势，因此成为我国在钢铁行业的首选检测方式。电磁（EMAT）无损探伤技术的成功应用，使它在钢铁行业中拥有更好的发展前景。
1.电磁（EMAT）无损探伤
电磁超声波换能器就是电磁（EMAT）无损探伤，这种技术属于新的超声波发射与接收的一种装置，主要是采用电磁效应进行超声波的发射与接收。电磁（EMAT）无损探伤通过电磁趋肤层内稳恒磁场中产生的超声波源在线圈中感应电压，并接收电压信号送往信号处理中，经过放大和过滤后送往波形数字化电路，采用计算机测量到达的时间和振幅，然后将钢板的厚度进行计算，并在一定的时间范围内进行不间断的重复扫描显示。因为电磁（EMAT）无损探伤技术不需要耦合介质或接触有关的检测材料，就能够将超声波进行发射与接收，所以，它属于一种非常好的非接触超声波发射与接收的系统，但是这种技术必须要拥有可以产生电磁波的材料才能够被实际应用。
电磁（EMAT）无损探伤根据不同的声阻抗介质进行脉冲反射，其主要的缺陷主要有白点和气泡、分层和夹杂，以及内裂和缩松等。当钢板表面的电磁波遇到传播缺陷问题时，就会自动形成缺陷反射波，然后由接收装置接收，并以波形图的方式在回波器中显示，根据回波器中的显示可以判断出缺陷的不同大小和位置。电磁（EMAT）无损探伤的类型由稳恒磁场的方向和脉冲电流的频率，以及金属线圈的形状来决定。通过不同的磁场与线圈组合的模式，电磁（EMAT）无损探伤所产生的波有两种：其一，纵波和横波；其二，表面波和板波。由于以往的压电超声波换能器必须利用水等耦合介质无法进行横波的传播，因此，只可以利用纵波进行无损探伤检测，而电磁（EMAT）无损探伤不仅可以采用纵波，还可以采用横波进行检测。如下图所示：
1.电磁铁；2.电磁场；3.感应电流；4.缺陷；
5.超声检测波；6.缺陷反射波；7.洛仑兹力；
8.电磁线圈；9.脉冲发射器；10.脉冲接收器
2.电磁(EMAT)无损探伤的特点
首先，电磁(EMAT)无损探伤能够在各种温度环境下工作，并且不需要耦合介质和非接触的检测。电磁(EMAT)无损探伤能够适应钢板-40℃到650℃的范围，而以往的无损探伤只能适应0℃到100℃的范围。由于以往的无损探伤装置的耦合介质是水，因此，一旦钢板温度达到100℃以后，就会在表面上产生气泡，从而对耦合的效果造成很大的影响。而电磁(EMAT)无损探伤由于探伤装置的位置非常灵活，并且拥有非接触性，通过指数就能够对辐射的温度进行减弱。以往无损探伤所使用的耦合介质不仅造成了水资源的浪费，还容易在钢板的表面形成影响外观的锈蚀等问题。因为电磁(EMAT)无损探伤的工作直接就可以在钢板表面的趋肤层进行，非接触就能完成工作，所以不会存在维护问题，也不需要耦合介质。
其次，电磁(EMAT)无损探伤的速度非常快，并且具有很强的抗干扰性，超声波所传播的距离很远。与以往的探伤速度相比，电磁(EMAT)无损探伤的速度要比以往的速度高出1倍之多，达到2m/s。电磁(EMAT)无损探伤可以按照电磁效应确保超声波的发射与接收，能够消除钢表面或噪音等因素带来的干扰，并均匀的形成电磁超声波的波场，加快检测的灵敏度和提高传播的距离。
最后，电磁(EMAT)无损探伤能够准确的检测出缺陷，并且对试件表面没有任何过高的要求。由于钢铁表面上有许多折叠或是重皮等地方不易检测出缺陷，但是电磁(EMAT)无损探伤就能够准确的检测出缺陷。无需对试件表面进行特殊的清理，也能够通过非接触试件发射与接收返回的超声波。
3.电磁(EMAT)无损探伤技术在钢铁行业的应用前景
电磁（EMAT）无损探伤在钢铁行业中的应用有很多，如测厚，探伤等等，是工业应用中的重要方面。主要是要采用体波和SV波进行超声波的检测。在试件中的传播时延通过检测超声波就能够将试件的厚度检测出来。以往的测厚会受到耦合介质的影响，但是由于电磁(EMAT)无损探伤是采用的垂直横波，因此，要比以往的压电换能器高出很多。电磁（EMAT）无损探伤在测厚方面典型的应用就是无缝钢管的检测。在钢铁行业中钢壁厚的均匀程度是评定钢质量的重要指标，应用电磁超声技术，可以通过测量钢管上不同位置的壁厚，得知其均匀程度，从而提供了一种可靠地控制产品质量的检测手段。
当然，金属探伤也是无损检测领域中个一个重要组成部分，通过观察缺陷的回波和物体底面的回波，电磁超声技术可以确定物体中缺陷的位置和大小。与传统的PET探伤技术相比，电磁（EMAT）无损探伤有着许多明显的优点，例如不需要耦合介质，适用温度范围更广，探伤速度快，抗干扰性强等。
我国最早应用电磁（EMAT）无损探伤是针对金属探伤的研究。经过大功率脉冲信号的发射，在钢板中产生Lamb波检测缺陷。而且该技术的检测是利用两个线圈来进行盲目的消除。
工业的快速发展，使市场对钢铁行业的需求更加强烈。在钢铁行业中，其重要的衡量金属薄板组织性能的指标值是γ值，是金属薄板在单向拉伸时，试样宽度和厚度方向的真应变，也就是板抵抗厚度和破裂的能力。例如：从钢板不同的方向检测超声波的速度，然后通过超声波的速度计算出弹性模量N，并根据N值和γ值算出γ值。随着这项研究逐渐成熟，并加快了此技术的发展，使电磁（EMAT）无损探伤更加广泛的应用在钢铁行业中。
总而言之，由于电磁（EMAT）无损探伤在我国的钢铁行业无损检测中得到广泛的应用。不仅在测量温度和耦合介质等方面得到了改变，还提高了检测的精度，对钢铁内部的缺陷或是厚度都能够进行全面的检测。尽管电磁超声波技术在检测方面有很大的进步，但是怎样将电磁（EMAT）无损探伤更好的利用到钢铁行业中，还需更加努力的研究。
【参考文献】
［１］孙明君．全自动超声波探伤机在中厚板生产中的应用[A]．2009年全国中厚板生产技术研讨会论文集[C]．2009．
［２］于宁;钢管电磁超声探伤数据处理技术的研究[D]．沈阳工业大学，2009．
［３］虞付进，赵燕伟，张克华．超声检测表面残余应力的研究与发展[J]．表面技术，2007（04）．
［４］郭建．用于高温钢探伤的新型电磁超声测量技术[J]．试验技术与试验机，1989（05）．
