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1、电磁超声（EMAT）技术及其在钢铁行业的应用,Innerspec 公司简介,优博检测（Innerspec）提供高端无损检测产品和服务，涵盖工业生产线检测及各行各业的在用设备的检测和监测,产品 及 服务在线检测系统可检测钢坯、方钢、圆钢、扁钢、管材、棒材、板材、条带、及 各种焊缝。高功率，高性能超声波检测仪。电磁超声探头和配件为各行各业各种检测的疑难问题提供咨询和检测方案。,Introduction,Innerspec 已经在全世界25个国家装机200多台（套）,覆盖钢铁生产各个过程的在线和离线检测系统:连铸连轧过程中的高温在线缺陷检测方钢，圆钢，和扁钢的表面检测，及内部缺陷检测板材的表面检测以
2、及内部分层缺陷检测薄板材的内部分层缺陷检测及裂纹检测多层复合板的分层测量无缝管的厚度测量，及内外表面缺陷测量电阻焊钢管的焊缝测量激光焊，闪光拼接焊等各种焊缝测量,Introduction,Innerspec 拥有目前市场上最为强大的超声波检测仪器和最齐全的电磁超声探头和配件,便携式仪器 和 EMAT 探头:便携式仪器 temate PowerBox 系列以及柜式机箱，脉冲发生仪，磁场发生器每通道最大瞬态功率可达 20kW，频率范围 从50kHz 到 20MHz适用于 电磁超声,空气耦合超声,以及其它需求高功率超声检测的应用各种电磁超声应用的探头及配件包括直入射探头(横波和纵波),斜入射探头(水
3、平横波和垂直横波),相控阵,材料参数测定(各向异性，球化率,应力测试)信号处理器，编码器，电磁超声软件，以及其他配件,Introduction,Innerspec 在役检测部门提供基于电磁超声技术的特种检测服务,特种检测服务:提供专用检测仪器（非卖品）及技术人员服务，可以直接与客户合作，和当地检测机构合作，或者通过我们的合作伙伴网络来提供检测服务专利技术包括锅炉管道检测 temate TG-IS(B)，压力容器和压力管道检测 temate Ti-P system与TDW 公司共同开发的国际最前沿管道猪技术(ILI-PIG),Introduction,研发部可以利用自主开发的仿真和分析软件 来为
4、各行业的疑难检测需求提供咨询和解决方案,研究和开发:具有检测方案研究，电子电路研究，软件开发以及机械设计的高端人才自主开发专有软件进行声束分布仿真，超声导波色散曲线求解和分析软件（GWAT）,瞬态超声波有限元分析热分析软件用于高温电磁超声应用设计22年的客户应用定制及解决方案设计经验,Introduction,公司总部,Introduction,超声波传播原理和导波简介,声波是一种机械波，它可以在介质中传播，可以根据各种不同的参数来分类,声波的种类:根据频率:次声波:低于20Hz可听声波:20Hz and 20KHz其他重要参数:频率,波长，速度质点振动方向相速度和群速度体波和导波,Types
5、 of Ultrasonic Wave Modes,常见超声体波类型：纵波，垂直横波，水平横波，,Types of Ultrasonic Wave Modes,超声体波：在相对较大的介质中传播，界面影响可以由反射，折射等方法来分析,Types of Ultrasonic Wave Modes,1 Practical generation is restricted to EMAT2 Very efficient generation with EMAT,超声导波：介质几何形状有一维或两维相对较小，界面影响以设定边界条件来分析,超声导波:哪些可能成为波导?表面板材,棒材,管材钢轨及其它型材 超声
6、导波的检测范围可以从几厘米到几十米，上百米不等,Types of Ultrasonic Wave Modes,电磁超声 EMAT简介,压电超声换能器使用压电材料在探头内产生声波，电磁超声换能器在被测材料表面产生声波,Introduction to EMAT,EMAT 可以产生所有的超声波模式，包括一些压电很难产生的模式,Types of Ultrasonic Wave Modes,1 Practical generation is restricted to EMAT2 Very efficient generation with EMAT,1 Practical generation is
7、restricted to EMAT2 Very efficient generation with EMAT,电磁超声是超声波检测技术的一个分支，它具有所有超声波检测技术的优点。与压电超声相比，它也有很多独特的优势,Introduction to EMAT,无须耦合剂,对表面状况要求不高,可产生独特波形,可自校准,便于自动化集成没有耦合不好造成的影响，测量重复性高速度快(up to 60 m/s)适合于高温或低温环境,可检测表面粗糙，带油，或牢附的氧化层的表面,水平横波水平横导波(适合薄板焊缝检测),导波自校准功能高度的测量重复性,超声波直接在材料内部产生,探头安置简单,探头一致性好直入射测
8、量中，探头角度扰动不影响波形的传播方向,Ultrasonic TechniqueVolumetric InspectionEasy One-Side Access to Difficult to Reach AreasMeets UT StandardsSafe,EMAT 可用于大部分的金属材料和各种不同的几何形状的材料检测,Introduction to EMAT,被测材料:必须具有导电性或者磁性涡流电场或者高频磁场:由EMAT 线圈产生偏置磁场:可以由永磁体，电磁铁，或者是脉冲型电磁铁产生材料和探头接近:虽然电磁超声是一种可非接触技术，大量的提离对信号的幅度影响很大，所以通常使用中探头和被
9、测体应尽可能保持接近，可接触,电磁超声检测的四个要素,Introduction to EMAT,偏置磁场可以由永磁体，电磁体或者其阵列来产生。,Introduction to EMAT,涡流电场的分布决定于线圈的设计，可以是螺旋型的也可以是弯曲型的,Introduction to EMAT,钢坯，方钢，圆钢，扁钢和H 型钢的电磁超声检测,temate SB 使用直入射体波检测内部缺陷，灵敏度可达2毫米,特征:64 通道传感器阵列同时实现方钢四面检测，速度可达60米每分钟满足MIL-STD-2154标准，可检测到150毫米方钢中2毫米平底孔。机械系统实时跟随被测材料形状。方钢各面垂直度可满足+/
10、-3 以内，在12米以内可以有5度的扭转和50毫米的弯曲,Normal Beam(0)Inspection,使用表面波对圆钢，方钢，扁钢等各种钢坯以及管材的表面及亚表面进行检测,特征:可检测到表面从0到3毫米的微小裂纹，灵敏度可根据测量需求调整利用衰减法和回波法相结合，可以检测到纵向裂纹，折叠等各种缺陷。和其它方法相比，安装简单，操作简便，维护费用低。,Surface&Volumetric Inspection with Guided Waves,大型H型钢检测系统The temate IB,特征:68 通道传感器阵列同时检测H型钢各面，速度可达50米/分钟 满足Meets ASTM 898/
11、A 898M 标准可检测125毫米厚材料中6毫米直径缺陷.检测探头总成全自动跟随被测体,Normal Beam(0)Inspection,板材的电磁超声检测,中厚板（6mm to 100mm)检测系统 temate Pi-NB,特征:350 通道传感器阵列同时检测检测速度可达50 米每分钟满足ASTM 578/A578M-96 and A435A and EN10160 标准，可测量到距表面1.5毫米以内任何深度下5毫米直径缺陷根据需求距板边2mm以上可以全覆盖。,Normal Beam(0)Inspection,temate Pi-GW 使用超声导波实现薄板带(12mm)的整体检测,应用案例
12、 I:钢盘卷在线或离线检测100%全覆盖可检测不同厚度的材料在生产速度下(over 400m/min)实时检测到内部缺陷根据客户需求定制,Surface&Volumetric Inspection with Guided Waves,temate Pi-GW 使用超声导波实现薄板带(12mm)的整体检测,应用案例 II:制币用复合材料板硬币原料为三层黄铜/铜/黄铜复合材料经冲压而成。可检测到多层材料之间的分层缺陷。亦可检测到单层轧制材料内部分层缺陷根据材料的属性来设定测量参数。在生产速度下(over 400m/min)实时检测到内部缺陷根据客户需求定制，可与生产线互相交互信息,Surface&
13、Volumetric Inspection with Guided Waves,管材的电磁超声检测,高温无缝钢管在线测厚 temate TG-IL,特征:高温探头可实现1000度连续测量温度补偿实现准确厚度读数读书分辨率达0.0005(0.013mm)探头阵列实现多通道大面积覆盖,Normal Beam(0)Inspection,电阻焊焊缝检测系统 temate BW(ERW)可在焊接后直接检测,特性:直接安装在焊机后方，可迅速提供检测结果可检测内壁外壁缺陷12mm 长 5%壁厚深度,以及 1.3mm 孔。检测速度可达1.5m/s.满足 API 标准可检测到由于铲刀损坏造成的内壁及外壁余高未铲
14、除缺陷探头装置可从生产线上移开至校准台进行校准。独立的 PLC 控制系统 自动化实时报警和喷标,Other Bulk Wave,电阻焊小直径管的检测,特性可检测外径25至125毫米，壁厚0.7至7.5毫米管材可检测长度25毫米10%深度的刻槽直接安装在焊机后方配有离线校准系统便于操作和维护,Inspection of Thin Welds,高压气瓶检测系统 temate Ti-HPC,特征:可检测到纵向昂，横向裂纹，针孔，并且提供整体厚度分布专利技术探头和气瓶表面贴合全自动化操作，便于数据分析受到加拿大交通部认可。满足ASTM标准E213和E2223,Surface&Volumetric In
15、spection with Guided Waves,棒材及线材的电磁超声检测,超声导波细棒检测设备The temate Ri,特征:在线或离线检测整体内部全覆盖根据尺寸设计探头现在正在为连铸连轧铜棒设计方案,Surface&Volumetric Inspection with Guided Waves,轧辊检测,用于轧钢厂轧辊检测及铸铝表面检测的专利技术 Rollmate,特征:模块化设计，最多可以同时使用3个探头及四种检测功能，可进行表面，亚表面，轴向及周向裂纹检测，表面层脱落及软点测量。可安装在一个独立的驱动器上也可以安装在测量直径的卡尺上在打磨过程中检测不受轧辊磁性影响，可检测各种合金
16、的轧辊,Other Bulk Wave,薄壁焊缝检测,常规超声焊缝检测原理,特征:超声波在传感器中产生通过耦合及传入被测件。通过折射以后产生的斜入射横波检测，角度通常在30度到70度之间为了覆盖整个焊缝区及热影响区，探头需要前后移动或者是 使用多个探头分别覆盖不同深度。,Inspection of Thin Welds,超声导波检测焊缝原理,特征:通常通过电磁超声产生超声导波能量覆盖整个焊缝区域。可使用单个探头，无须前后移动如使用单独的发射和接收传感器，则可以自校准检测结果受探头位置影响小可以检测各种对接焊和搭接焊尤其适合于薄壁焊缝检测,Inspection of Thin Welds,超声导
17、波检测各种薄壁焊缝,环焊缝在线或离线检测单通道或者多通道系统检测焊缝整体，另外可有单独通道检测焊缝根部满足 API 标准可检测多种焊接技术生产出的焊缝可有多种旋转驱动装置与之配套,Inspection of Thin Welds,钢盘卷焊接检测系统 temate Si-CJ,特征:在线全自动检测可检测内部缺陷，搭接，错位，以及劣质焊缝修平在焊缝修平的同时进行检测，不增加循环时间可选焊缝监控系统受到焊接供应商 Miebach and Taylor Winfield 推荐,Inspection of Thin Welds,激光拼接焊板检测系统 temate Si-WB,特征:在线或离线检测可检测线
18、性，或分段线性焊缝两通道系统可分别检测点状或面状缺陷可实现高速检测(1 m/s)每个检测设备可以支持3个探头目前市面上效果最好的检测方法,Inspection of Thin Welds,压平搭接焊缝检测系统 temate Si-MWC,特征:用于检测压平焊缝的专有技术可检测到部分或全部脱粘，气孔，夹杂，修磨差，以及未焊到。,Inspection of Thin Welds,其他的很多过程控制或者质量控制应用受到用户好评,“The temate inspection system is an invaluable tool in developing laser welded propulsi
19、on shafts.It has the flexibility to inspect multiple diameters,shortening development lead times with less destructive testing.A typical destructive test might take upwards of two hour,where the temate will give me results in less then 20 seconds.In the automotive industry,any advantage in material
20、costs and cycle time may make the difference in winning the next model year contract.The temate gives us a huge advantage over conventional laser weld development.”Rick Stys.Prototype EngineerGKN Automotive,Inc.,Inspection of Thin Welds,便携式仪器,Innerspec具有目前市场上最为齐全的高功率超声波检测仪,仪器:便携式仪器 temate PowerBox 系
21、列加上独立的脉冲发生器，磁场发生器可与电磁超声、空气耦合超声、以及其他高功率超声波检测方法结合使用。瞬态功率可达20千瓦每通道频率范围从50千赫到20兆赫专用软件PowerUT 功能强大应用广泛,temate PowerBox 8 是一个8通道高功率检测设备，可以用来实现多通道检测和相控阵应用,In-Service Applications,应用:可用于需要SH波的情况，无需耦合，高温，或者特殊的高角度检测需求SH 波:在各向同性材料中不和其他模式之间互相转换在各向异性材料中偏转角小，可以用来探测奥氏体不锈钢的两面。可扫描0到90度可在200度高温的情况下检测无需冷却,我们是全世界第一个而且仅
22、此一个标准化电磁超声供应商,探头及配件:横波纵波直探头，常温及高温（1000 度）测量水平横波及垂直横波斜探头超声导波探头(Shear,Lamb and Rayleigh)电磁超声相控阵探头材料参数测量(anisotropy,nodularity,strain)可调节信号处理器，编码器、专用软件，及其他配件,手持式 仪器 tematePowerBox H 应用,temate PowerBox H 是市场上第一个高功率手持式电磁超声仪器,Instrumentation&EMAT Sensors,特征:1200V or 8kW of power at 0.1%占空比，6 小时电池连续工作时间可激发
23、100千赫到6兆赫频率的脉冲或脉冲串。内置热电偶和编码器接口，以及各种输入输出PowerUT H 软件可实现 A,B,C 及线扫描数据显示和存储，先进信号处理技术和滤波技术可以和几百种电磁超声标准探头以及各种压电超声、磁致伸缩探头配套使用,temate PowerBox H with 650C Sensor,temate PowerBox H 是为了满足特殊检测需求而设计的可以解决 其他常规超声波检测仪不能解决的问题,Instrumentation&EMAT Sensors,应用:高温测厚(650C)和探伤 表面波检测奥氏体不锈钢焊缝检测螺拴应力测试应力测试焊接过程中检测其他的各种特殊应用,O
24、ne-Channel Austenitic Weld Inspection,利用超声波双折射原理测量钢板中的残余应力,Instrumentation&EMAT Sensors,利用超声波双折射原理测量钢板中的残余应力：测试结果案例,Instrumentation&EMAT Sensors,热处理后,热处理前,利用超声波双折射原理测量钢板中的残余应力：电磁超声解决方案,Instrumentation&EMAT Sensors,特征:电磁超声可以更方便的激发横波，各种偏振方向电磁超声传感器对材料表面声耦合小，测量结果更准确声波不受折射偏转影响便于系统集成,宝钢样品测试结果,Instrumentat
25、ion&EMAT Sensors,特征:每隔毫米一个点正反面检测结果吻合板边和板中间的变化趋势如下,总结,Innerspec 是全球电磁超声行业的领军企业在线检测系统适用于钢铁生产的各个环节。可检测钢坯、方钢、圆钢、扁钢、各种型钢、管材、棒材、板材、条带、及 各种焊缝。具有目前世界上最领先的高功率，高性能超声波检测仪。是世界上目前唯一的一家具有电磁超声标准探头和配件的企业手持式仪器可以方便对在用设备进行检测可以为各行各业各种检测的疑难问题提供咨询和检测方案。当您希望提高超声检测灵敏度，不使用耦合剂，提高检测效率使用少量的探头高效的实现大面积检测另一种经济的检测手段解决一个疑难问题时请联系：上海优博检测科技有限公司,Introduction,Thank You,
