Вихретоковый метод контроля.

Этот метод универсальный, позволяет выполнять ряд технологических операций контроля, определять наличие выходящих на поверхность несплошностей, производить сортировку некоторых типов материала по маркам, выявлять степень разупрочнения материала, определять толщину ЛКП. Физическая сущность метода вихревых токов состоит в изменении характера распределения вихревых токов в контролируемом объекте в зависимости от его формы и эл.физи­ческих характеристик материала. Вихревые токи (ВТ) возникают в материале под воздействием первичного эл.магнитного поля, созда­ваемого вокруг возбуждающего вихретокового преобразователя (ка­тушки ВТП), по которому протекает переменный эл.ток. Вихревые токи создают в некотором объеме материала вторичное эл.магнитное поле, которое воздействует на измерительную катушку ВТП, наводит в ней ЭДС, пропорционально этим токам. Значение ЭДС преобразо­вателя будет зависеть от характера распределения ВТ в исследуемом объеме материала, который в свою очередь зависит от глубины про­никновения первичного эл. магнитного поля (ЭМП) и траектории протекания ВТ. Глубина проникновения ЭМП: δ=1/√πfσμμ₀

f - частота Гц;

σ - удельная эл.проводимость, Мом/м;

μ₀ - относительная магнитная проницаемость;

μ - абсолютная магнитная проницаемость материала Гн/м.

Глубина проникновения ЭМП, как правило, не велика и не превышает 3-5 мм. Траектория ВТ при заданных параметрах ВТП определяется геометрией контролируемого участка, наличием в кон­тролируемой зоне дефектов, изменением структуры материалов.

Взаимодействие ЭМП с объектом контроля будет определятся полным или комплексным сопротивлением катушки преобразователя:

Z_k=√R²+(J_wL)²

R - активное сопротивление, Ом;

W- циклическая частота, С^-1;

L - индуктивность катушки, Гн.

При установке ВТП на контролируемую поверхность в катушке индуктивности преобразователя за счет вторичного магнитного поля, создаваемого ВТ вокруг дефекта, вносятся дополнительные индуктив­ное (ΔWL) и активное (ΔR) сопротивления. Изменение комплекс­ного сопротивления ВТП и является сигналом появления дефекта. Эф­фективность метода в значительной степени зависит от оптимальности выбора ВТП.

Все типы ВТП по способу включение в схему дефектоскопа и виду преобразования сигнала подразделяют на параметрические и трансформаторные.

Параметрический ВТП имеет одну обмотку, а его выходной величиной является активное вносимое сопротивление. Трансформа­торный ВТП состоит как минимум из двух обмоток (возбуждающей и измерительной), а его выходной величиной является напряжение. По принципу съема информации с контролируемого объекта преобра­зователи подразделяются на абсолютные и дифференциальные.

Входная величина Zk абсолютного преобразователя опре­деляется интегральным значением параметров объекта. Дифференциаль­ный преобразователь представляет собой комбинацию из двух абсо­лютных, а его выходная величина определяется разностью величин элементарных преобразователей.

Сканирование контролируемого объекта дифференциальным преобразователем производят в направлении, перпендикулярном ориентации дефекта. В противном случае дефект может быть не обна­ружен.

С хема работы абсолютного и дифференциального преоб­разователя. Рис 3.20

Вихретоковые дефектоскопы выполнены в виде малога­баритных, транспортабельных приборов с автономным питанием, что позволяет успешно использовать их в эксплуатационных условиях. Существует два типа ВТД:

• статический

• динамический.

Статический - преобразователи перемещаются вручную (ВДЦ - 2, ТВД, ВД - 22Н «проба – 5»). Есть датчики для деталей различной конфигурации. В этих дефектоскопах используется амплитудно-частотный способ, при котором датчик включается в резонансный контур автогенератора (рабочая частота 1...6 МГц). При попада­нии датчика в зону трещины происходит срыв генерации, что фикси­руется стрелочным индикатором, световыми, звуковыми сигналами. Статические дефектоскопы успешно применяются для обнаружения усталостных трещин в узлах ВС, барабанах колес, тягах, лопатках.

В процессе контроля исследуемая поверхность подвергается сканированию рабочей торцевой частью датчика с шагом 1,5 - 2мм. При соблюдении всех условий контроля обнаруживаются поверхност­ные дефекты (трещины) длиной 2 - 4 мм, глубиною более 0,25мм при ширине раскрытия 2-20 мкм.

Динамические (модуляционные) - датчики с вращающейся головкой. Использование таких дефектоскопов позволяет контроли­ровать внутренние поверхности отверстий, полостей с ограничен­ным доступом. В ГА используют динамический вихретоковый дефе­ктоскоп "Рототест".

Для выявления дефектов в панелях, обшивке и других деталях с малой кривизной поверхности целесообразно использовать дефектоскоп ЭДМ - Т. Датчики его представляет собой две располо­женные по окружности регулируемого радиуса катушки с частотой вращения 2000 - 5000 об/мин, минимальный диаметр вращения 18мм. Использование ЭДМ-Т позволяет на порядок увеличить шаг сканиро­вания.