裂纹倾斜的情况分析与优化方案

1.电流趋肤深度小、裂纹倾斜的情况

当开裂面垂直试件表面、探头移过裂纹时，如果开裂面上和金属上的场保持均匀（图4.2-14），电压的变化如图4.2-17a所示。当开裂面相对于表面为倾斜时如图4.2-17b所示，所得电压变化可如图4.2-17c所示。原理上，根据所测得的V₀、V₁、V₂、V₃值可以得到裂纹深度d和倾斜α，但由于V₁、V₃与V₀很接近，所得α的误差会很大，这也与材料的实际磁导率与对试块有所不同有关这也与材料的实际磁导率与对试块有所不同有关。对于d测量、除非α→0，影响不大，表4.2-1为一例。

图4.2-17 裂纹深度、倾角测量有关命名

表4.2-1 在低碳钢试样上切槽倾角和深度的电位差法试验

①R=（V₀-V₃）/（V₀-V₁）。

2.电流趋肤深度大、裂纹倾斜的情况对于大趋肤深度，表4.2-2为在不锈钢上所测得数据，误差较大。

表4.2-2 在不锈钢试样上切槽倾角和深度的电位差法试验(www.xing528.com)

①R=（V₀-V₃）/（V₀-V₁）。

3.用集中感应型交流电位差法评价倾斜缺陷

日本的HoonKim和Tetsuoshoji研究出了一种采用交流电的新方法以探测存在于试件表面、皮下和内部的缺陷，其原理是当一直导线内有交流电通过时，可仅在所探测的部位感应出电流，然后，用间距恒定为10mm的电位探针测量电位降，所以此法是涡流法与电位差法的混合型，被命名为集中感应型交流电位差法，如图4.2-18所示。

图4.2-18 集中感应型交流电位差法原理图

用此法在倾斜度和深度均不同的缺陷上进行了电位分布的测量，倾斜度有90°、60°及30°三种，深度则有0.5mm、1mm、2.5mm、5mm、10mm及15mm共6种，所用频率为300Hz，所得结果是以缺陷处测得的电位差V与无缺陷处测得的电位差平均值（V_avg）之比给出的，如图4.2-19所示。所用材料为压力容器用钢A508CLⅢ，磁导率约400。

在带倾斜缺陷的试样上，探针的位置和所得电位差的关系以及缺陷倾斜度和深度变化时的电位差形式如图4.2-20所示，可见，90°缺陷试样上所得电位差分布左右对称；60°及30°倾斜缺陷试样上所得电位差分布左右不对称，电位差与倾斜角的关系：④-①=③-②，电位差与缺陷深度的关系：②-①=③-④。