[发明专利]基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属功能材料无损检测技术领域，尤其涉及一种利用穿过式涡流方法对牺牲阳极断芯缺陷进行无损检测的系统及方法。

背景技术

牺牲阳极（本申请中主要指带状牺牲阳极）在长输管道、大型储罐、接地网以及船舶工业等领域应用广泛。牺牲阳极与保护体形成电性链接，靠自身的溶解提供阴极保护电流，从而达到防止或减缓保护体腐蚀的功能。

带状牺牲阳极具有可弯曲的特点，可应用于受空间或形状限制的特殊场合。其截面有方形和菱形等形状，中心为铁芯，外层包覆牺牲阳极，长度可达上千米。但在其制造过程中，中心部的铁芯材料受到较大应力，在极端条件下，铁芯会产生颈缩、裂纹甚至断裂。带有断芯缺陷的牺牲阳极应用时，腐蚀往往先发生于缺陷处，大大缩短了牺牲阳极的生命周期，减弱了其保护能力，造成资源浪费和经济损失。

目前，主要采用抽检的方式对同批次的牺牲阳极进行质量评估。相应检测标准中所采用的检测方法为电化学检测和化学成分分析，而这种检测的方式的不足在于需要消耗被检材料而且检测周期较长。无损检测方面，同样采用抽检的方式对牺牲阳极进行射线检测，以达到对同批次的材料的质量进行评估。射线的安全性和便利性，是影响检测效率的主要因素。

无论是采用电化学方法还是射线检测，都存在不可忽视的问题，即无法或难以使牺牲阳极的被检率达到100%，而这一指标已日渐成为客户所关注的重点。

涡流检测技术现已被广泛用于金属管、棒、丝线、板、带材和机械零件的无损探伤，它是运用电磁感应原理，将正弦波电流激励探头线圈，当探头接近金属表面时，线圈周围的交变磁场在金属表面产生感应电流。对于平板金属，感应电流的流向是以线圈同心的圆形，形似旋涡，称为涡流。同时涡流也产生相同频率的磁场，其方向与线圈磁场方向相反。涡流通道的损耗电阻，以及涡流产生的反磁通，又反射到探头线圈，改变了线圈的电流大小及相位，即改变了线圈的阻抗。因此，探头在金属表面移动，遇到缺陷或材质、尺寸等变化时，使得涡流磁场对线圈的反作用不同，引起线圈阻抗变化，通过涡流检测仪器测量出这种变化量就能鉴别金属表面有无缺陷或其它物理性质变化。如何利用该技术进一步克服上述现有技术的缺陷，是本发明人的致力所向。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测系统，利用其检测牺牲阳极断芯，可以克服现有技术检测手段的缺点，系统通过设定合适的检测频率，使涡流检测信号在透过外包材料后，仍能在芯部产生涡流，从而对牺牲阳极中心铁芯上的缺陷进行检测和定位。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测系统，其包括有：

一条用以矫正和支撑牺牲阳极的辊道；

一个涡流检测仪，带有一个穿过式涡流探头，在涡流探头的中心开有供被检牺牲阳极穿过的通孔；

一个可在z轴方向振动的多自由度探头固定装置，其上具有一个可在垂直于涡流探头轴向的平面内实现沿x轴的平移、z轴转动的探头随动机构；

所述的涡流探头安置在多自由度探头固定装置的探头随动机构上。

所述基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测系统中，所述多自由度探头固定装置包括有一个可上下振动的随动平台及置于随动平台上的探头随动机构；

所述的随动平台具有一对组纵向的支架，该组支架间安设上、下一对滑轨，该随动平台与下方的水平工作台弹性连接；

所述的探头随动机构由三级方形支撑框架及中间的转动轴组合构成，其中，内中心的一级框架直接承载涡流探头，该一级框架与其外圈的二级框架通过z方向转动轴连接；二级框架再与其外圈的三级框架通过x方向转动轴连接；三级框架则通过套设在滑轨上的滑块沿x轴方向在滑轨上水平滑动。

所述基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测系统中，所述的水平工作台高度可调。

所述基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测系统中，所述检测系统位于牺牲阳极生产线的后端，该检测系统的辊道与牺牲阳极生产线的辊道直线联通。

本发明的另一目的是提供一种基于穿过式涡流的牺牲阳极断芯检测方法，采用该方法对牺牲阳极进行检测，生产效率几乎不受影响，能高效地对整条牺牲阳极进行检测。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：