Краевой эффект проявляется в сигнале вихретокового преобразователя

Краевой эффект при вихретоковом контроле

63. Краевой эффект при вихретоковом контроле

End effect at eddy current testing

Изменение сигнала вихретокового преобразователя, обусловленное краевыми участками объекта контроля

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «Краевой эффект при вихретоковом контроле» в других словарях:

краевой эффект при вихретоковом контроле — Изменение сигнала вихретокового преобразователя, обусловленное краевыми участками объекта контроля. [ГОСТ 24289 80] Тематики контроль неразрушающий вихретоковый Обобщающие термины средства вихретокового неразрушающего контроля EN end effect at… … Справочник технического переводчика

Краевой эффект — эффект ВЛИЯНИЯ концов каната на показания дефектоскопа, вызванный образованием на них магнитных полюсов. Источник: РД 03 348 00: Методические указания по магнитной дефектоскопии стальных канатов 2.1.13 краевой эффект: Явление, вызванное… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 24289-80: Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения — Терминология ГОСТ 24289 80: Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения оригинал документа: 51. Абсолютный вихретоковый преобразователь Absolute eddy current probe Вихретоковый преобразователь, сигнал которого определяется… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Сигналы вихретоковых преобразователей

Сигнал ВТП-это ЭДС, напряжение, ток или сопротивление преобразователя, несущие информацию о параметрах ОК и обусловленные взаимодействием элмагнт.поля с ОК. Сигнал ВТП представляет собой комплексную величину, состоящую в случае параметрического ВТП из вносимого активного Rвн и индуктивного Xвн = Lвн сопротивлений (т.е. Zвн = Rвн + jωLвн), а в случае трансформаторного ВТП – активной и реактивной составляющих вносимого напряжения Uвн = Uaвн + jUpвн. Зависимость сигнала ВТП от параметров объекта и от режима контроля представляют годографом – кривой на комплексной плоскости, прочерченной как бы концом вектора, описывающего изменение сопротивления катушки или напряжения на ней.

С целью получения обобщенных зависимостей сигналов ВТП от параметров ОК и режима контроля производят нормирование. Например, сопротивления Rвн и Lвн делят на ω L₀, а соответствующие вносимые напряжения на начальное напряжение U₀. Полученные таким образом следующие величины называют нормированными: Нормированный комплексный сигнал для параметрического и трансформаторного ВТП тогда соответственно выражается

Поскольку сигналы ВТП имеют комплексный хар-р, то уже при контроле на одной частоте он имеет два пар-ра: или амплитуду и фазу, или действительную и мнимую составляющие, или модуль и аргумент. Это позволяет реализовать двухпараметрический контроль, если влияние пар-ров объекта на параметры сигнала различно. Чаще используют один пар-метр сигнала. В кач-ве носителя инф-ции может быть использована либо амплитуда, либо фаза, либо одна из состав-щих комплексного напряжения, либо их комбинация. Выделяют амплитудный, фазовый и амплитудно-фазовый способы сигнала ВТП.

Источник

Вихретоковый преобразователь: принцип работы, разновидности, критерии подбора

Как указано в ГОСТ Р 55611-2013, вихретоковый преобразователь (ВТП) представляет собой устройство из одной или нескольких индуктивных отметок (катушек), которые возбуждают вихревые токи и преобразуют электромагнитное поле, зависящее от свойств исследуемого объекта, в сигнал для передачи на электронный блок дефектоскопа. Знаем, звучит немного затянуто, но таков вихретоковый метод – далеко не самый простой в неразрушающем контроле. Если коротко, то именно ВТП отвечает за наведение электромагнитного поля, под действием которого в объекте возникают вихревые токи. Это приводит к изменению сопротивления и напряжения на катушках, которые регистрируются и измеряются дефектоскопом. Расшифровка полученных значений позволяет судить о наличии дефектов, остаточных напряжениях и иных свойствах.

Преобразователь – важный атрибут, без которого невозможно проведение вихретокового контроля. Настолько, что, если поменять датчик, дефектоскоп подвергают дополнительной проверке. Того требует РД 13-03-2006. В том же документе содержится пункт об обязательном ежедневном осмотре рабочей поверхности при помощи лупы с диапазоном увеличения от 2 до 6 крат. При малейших механических повреждениях датчик отбраковывается.

Работа с ВТП начинается с проверки и настройки прибора – сначала на контрольном образце (КО-1 или КО-2), затем – на бездефектном участке (его размеры должны в 5–10 раз превышать размеры датчика). Сканирование предполагает постепенное перемещение датчика по поверхности объекта. Перед контролем её размечают на зоны площадью в пределах 1–2 кв. дм. Современные цифровые приборы позволяют проводить сканирование со скоростью 10–20 мм/с. В тех местах, где имеются несплошности, при наведении вихретокового преобразователя амплитуда сигнала увеличивается, автоматически раздаётся звуковая и/или световая сигнализация (так называемая АСД), плюс – это чётко видно на экране дефектоскопа. По скачкам амплитуды выходного сигнала можно судить о глубине дефектов. Если повторное сканирование подтвердило наличие неоднородностей, бракованный участок обводят маркером, а результаты заносят в заключение и журнал. В заключении, к слову сказать, в обязательном порядке указывается тип и заводской номер датчика.

Вообще, объяснить в двух словах физические основы функционирования ВТП – задача очень непростая. По крайней мере, исчерпать вопрос в одной статье точно нереально. Если вы откроете учебники Власова К.В., Боброва А.Л., Троицкого В.А., Герасимова В.Г., Покровского А.Д., Останина Ю.Я., то обязательно увидите множество формул, схем, а также нагромождение терминов, таких как «потокосцепление», «магнитный поверхностный эффект», «реактивное сопротивление» и пр. Не претендуем на исчерпывающее описание принципа работы датчиков – а просто советуем ознакомиться с трудами вышеуказанных авторов и двигаемся дальше.

Как устроены вихретоковые преобразователи

Какие типы вихретоковых преобразователей существуют

Как видим, разновидностей очень много, по разным классификационным признакам. Давайте по порядку. Для начала – в зависимости от того, как параметры исследуемого объекта преобразуются в выходные сигналы, вихретоковые преобразователи принято делить на две большие категории:

• трансформаторные. Имеют лишь одну обмотку – возбуждающую. Такие датчики хороши своей простотой, однако на характеристики их сигналов слишком сильно влияет температура объекта и окружающей среды;
• параметрические. Оснащаются двумя обмотками – возбуждающей и измерительной. В плане устойчивости сигнала к температурным воздействиям такие ВТП предпочтительнее трансформаторных.

По способу соединения катушек вихретоковые преобразователи подразделяются на абсолютные (выходной сигнал определяется абсолютными значениями параметров объекта контроля) и дифференциальные. Во втором случае речь идёт о сочетании двух абсолютных вихретоковых преобразователях, обмотки возбуждения у которых соединены последовательно согласно, а измерительные – встречно. У дифференциальных датчиков выходной сигнал зависит от разности значений параметров объекта в исследуемой зоне.

Ещё один важный критерий классификации – пространственное расположение ВТП относительно объекта. По данному признаку выделяют следующие типы датчиков:

• проходные. Магнитопровод выполнен таким образом, чтобы катушка могла обхватывать объект. Либо адаптирован для ввода внутрь труб или в какую-либо рабочую среду. Соответственно, проходные вихретоковые преобразователи бывают наружные, внутренние, погружные и экранные. Первые три типа могут быть как параметрическими, так и трансформаторными. Другое дело – экранные. Все они относятся к параметрическим, их общая особенность в том, что возбуждающая и измерительная катушки находятся по разные стороны объекта. Отдельно выделяют щелевые датчики, которые используются, например, для проволоки;
• накладные. Располагаются в непосредственной близости от исследуемой поверхности. Обмотки у таких ВТП бывают прямоугольные, круглые, прямоугольные крестообразные, могут иметь взаимно-перпендикулярные оси. Считается, что накладные датчики удобнее проходных с точки зрения контроля геометрических и электромагнитных параметров объектов, имеющих сложную форму. Среди них тоже встречаются экранные, главное достоинство которых в том, чтобы позволяют исключать влияние смещений объекта относительно катушек;
• комбинированные. Имеют проходные возбуждающие и накладные измерительные катушки. Это, с одной стороны, позволяет применять датчики для широкой номенклатуры объектов, но с другой – оси катушек могут сместиться, повлияв тем самым на результаты контроля.

В ГОСТ 23048-83 также упоминаются одночастотные, многочастотные и импульсные вихретоковые преобразователи – в зависимости от того, каким электромагнитным полем возбуждаются вихревые токи.

Помимо традиционных типов, многие производители выпускают специализированные ВТП – точечные, карандашные (оптимальный вариант для контроля галтелей), кольцевые, скользящие, вращающиеся (ротационные), под конкретные задачи. Например, для контроля сварных соединений, болтовых отверстий, металла вокруг отверстий под крепёж, измерения электропроводности, характеристик вибрации и т.д.

Что может помешать нормальной работе вихретоковых преобразователей

Как не ошибиться с выбором вихретокового преобразователя

Среди российских специалистов НК востребованы вихретоковые преобразователи российских и зарубежных производителей: НПЦ «Кропус», НПК «ЛУЧ», «Константа», «Алтек», Olympus, Eddyfi, GE и др. Как не ошибиться с выбором? Рекомендация по подбору датчиков, например, содержится в ГОСТ Р ИСО 15549-2009, где она была изложена весьма лаконично: выбор зависит от цели контроля. Одно дело – поиск трещин, поверхностных и приповерхностных несплошностей, другое – измерение толщины покрытия, электропроводности и т.п. Решающие факторы в дефектоскопии – тип предполагаемых неоднородностей, их пространственное положение, глубина залегания и, протяжённость и ориентация.

Если вы уже читали нашу памятку о выборе оборудования НК, то знаете: «плясать» нужно от документов. Вихретоковый преобразователь – не исключение. Определённо стоит заглянуть в технологические карты на контроль. Во многих из них прописаны указания по скорости, траектории перемещения ВТП, расстояния до края детали. Так, если приблизиться к кромке меньше, чем на 1–1,5 мм от края, то могут возникнуть помехи и сбиться настройки. Одним словом, нюансов много – у каждого объекта свои.

Если отвлечься от этой специфики, то при рассмотрении тех или иных вихретоковых преобразователей стоит оценивать следующие технические характеристики.

• Обобщённый параметр вихретокового контроля. Как указано в ГОСТ Р 55611-2013, это безразмерная величина, выражаемая в виде формулы, где в качестве переменных значений приводятся круговая частота тока возбуждения, магнитная проницаемость среды, магнитная постоянная и радиус эквивалентного витка обмотки ВТП (радиус цилиндрического объекта контроля).
• ЭДС – электродвижущая сила. Различают начальную ЭДС (на выводах разомкнутой обмотки без объекта) и вносимую (приращение на выводах при внесении объекта в электромагнитное поле датчика). Говоря об ЭДС, стоит упомянуть также комплексную плоскость датчика и годограф. Первым термином обозначают плоскость с двумя ортогональными координатными осями. По одной откладывают действительные составляющие ЭДС, напряжения и сопротивления, а по другой – мнимые значения. Под годографом понимается место на графике, где находятся концы вектора ЭДС (напряжения на комплексной плоскости), которое получается по мере изменения важных факторов. К таковым, например, относится частота, удельная электрическая проводимость, магнитная проницаемость, размеры объекта и другие. Так, для контроля лопаток турбин, имеющих сложную форму, нужно подбирать датчики, наименее восприимчивые к изменению магнитных свойств металла в разных точках пера. Чем выше помехоустойчивость вихретокового преобразователя, тем меньше ложных срабатываний.
• Сопротивление и индуктивность на обмотках.
• Значение и частота тока возбуждения, напряжение на обмотках.
• Отношение сигнал-шум – отношение пикового значения сигнала к среднеквадратичной амплитуде шумов, которые возникают под действием мешающих факторов. Отстройка указывает на помехозащищённость датчика, его возможность демонстрировать воспроизводимость результатов контроля, несмотря на температуру объекта, магнитные свойства материала, влияние покрытий и пр.
• Рабочий зазор – расстояние между торцевой частью вихретокового преобразователя и исследуемой поверхностью. Может достигать 7,0 мм – в зависимости от типа датчика.
• Диаметр зоны эффективного контроля. Чем она больше, тем выше производительность, но ниже чувствительность. Тут важен баланс.
• Форма, размеры, магнитные свойства объекта контроля. Как мы знаем, вихретоковый метод контроля применим к самым разных изделиям – электропроводящим пруткам, трубам, листам, проволоке, пластинам, железнодорожным рельсам, роликам подшипников, корпусам ёмкостного и технологического оборудования и т.д. Датчик, который подходит для одного объекта, может оказаться очень неудобным для другого. На изогнутых поверхностях, например, зачастую не обойтись без специальных фиксирующих насадок.

Наконец, ещё один важный критерий – отзывы дефектоскопистов, которые имеют реальный опыт работы с датчиками разных типов и изготовителей. На форуме «Дефектоскопист.ру» зарегистрированы сотни специалистов вихретокового контроля. Вы можете задать любой вопрос по выбору и эксплуатации ВТП, а заодно получить массу других полезных рекомендаций. Чтобы узнать больше о вихретоковых преобразователях, создайте новое обсуждение или ознакомьтесь с архивом форума.

Где покупать вихретоковые преобразователи

Из партнёров форума «Дефектоскопист.ру» разработкой и продажей ВТП занимаются следующие производители и официальные дистрибьюторы.

Источник