6.2.Характеристика методов контроля поверхностных трещин вихретоковым методом.

Поверхностные трещины успешно контролируются классическим вихретоковым методом по схеме рисунка 37. Здесь накладной преобразователь располагается над контролируемой поверхностью и при сканировании им можно зарегистрировать местонахождение дефекта на изделии. При этом катушка 1 питается от высокочастотного генератора, а индикаторная катушка 2 связана с показывающим электроизмерительным прибором. Резкое отклонение стрелки прибора при сканировании преобразователем будет означать присутствие поверхностного дефекта на изделии.

Другим эффективным методом контроля стал динамический модуляционный метод регистрации сигнала от дефекта. При указанном методе накладную индукционную катушку датчика помещают так, чтобы она не находилась на поверхности контролируемого объекта, а она бы вращалась вокруг него (прутки, трубы, валы т.п.) или располагались над его поверхностью. Во время вращения преобразователя, катушка пересекает поле рассеяния над дефектом и в ней индуцируется ЭДС, которая усиливается и передается на осциллограф или на исполнительный механизм. Такой способ индикации позволяет получить сигнал большой амплитуды, а, значит, и выявлять дефект с наименьшим полем рассеяния.

Применение электроиндукционных приборов для контроля ферромагнитных материалов осложняется их магнитной неоднородностью и значительным влиянием зазора между катушкой датчика и контролируемым объектом. В модуляционном варианте эти недостатки могут быть исключены благодаря вращению датчика и намагничиванию контролируемого участка до насыщения. Экспериментально установлено, что в случае контроля большинства ферромагнитных материалов, вполне достаточна напряженность приложенного поля подмагничивания в 150-160 кА/м.

Для контроля деталей, упрочненных холодной пластической деформацией или химико-термической обработкой, в настоящее время применяется безэталонный метод контроля. Сущность данного метода состоит в следующем. Первоначально через катушку возбуждения (рис.37, 1) пропускается ток низкой частоты, при этом в объекте контроля возникают вихревые токи на глубине, значительно превышающей толщину упрочненного слоя, т.е. получается информация о материале объекта контроля без упрочнения. Затем к катушке прикладывают ток высокой частоты, при котором глубина возбуждения вихревых токов соизмерима с толщиной контролируемого слоя. Разница между показаниями дефектоскопа, полученными при приложении тока низкой и высокой частот, позволяет судить о качестве слоя. С помощью многочастотного прибора (частоты, например, 30, 300, 3000 Гц) в настоящее время осуществляется неразрушающий контроль слоя обезуглероживания сталей, качества слоев цементации и других методов ХТО.

В последние годы в практике контроля получили приборы дефектоскопии, работающие на принципе электромагнитной акустики (ЭМА). Это бесконтактный метод введения в контролируемый материал ультразвуковых колебаний, который осуществляется за счет действия вихревых токов. При этом методе электромагнитный датчик (катушка возбуждения) устанавливается на некотором расстоянии от контролируемой поверхности. Переменное поле катушки индуцирует вихревые токи, которые взаимодействуя с материалом и способствуют появлению электродинамических сил (рис. 38). Эти силы заставляют частицы материала (фазы) совершать колебательные движения и, как это происходит при введении ультразвукового поля с помощью пьезодатчика, передавать эти колебания соседним частицам. Таким образом переменная сила F (рис. 38) создает ультразвуковые колебания, которые распространяются в материале объекта.

Рис. 38.

Ориентируя под определенным углом катушку датчика по отношению к поверхности изделия, можно возбуждать продольные или поперечные волны. Эхо-сигнал регистрируется иначе, сигнал отраженный от дефекта или от дна, создает свои вихревые токи за счет пересечения магнитных силовых линий датчика колеблющимися частицами объекта. Эти токи влияют на комплексное электрическое сопротивление датчика 1 (катушку преобразователя) (рис.38).

Чувствительность ЭМА-преобразователей примерно на два порядка ниже, чем пьезоэлектрических. Чаще всего они работают в импульсном режиме.

Большим достоинством данного метода является то обстоятельство, что приборы с ЭМА-датчиками могут длительно работать при высоких температурах объектов (до 1000 – 1300⁰ С), бесконтактно исследуя дефектность, например, горячего проката.