10.4. Вихретоковый метод

Вихревые (электромагнитные) методы контроля основаны на регистрации изменения поля вихревых токов, наводимых в поверхностном слое изделия.

Рис.10.6. Схема вихретокового метода контроля.

Если по первой катушке пропустить ток, то при изменении силы тока в ней, в контролируемом изделии наводятся вихревой ток. Вихревые токи текут в поверхностном слое со стороны источника поля. При наличии дефектов в изделии увеличивается сопротивление поверхностного слоя, что приводит к ослаблению вихревых токов, которые регистрируются катушкой-датчиком. Методами вихревых токов обнаруживаются только поверхностные и подповерхностные (на глубине 1-2 мм) дефекты.

На сопротивляемость поверхностного слоя проникновению вихревых токов влияют, с одной стороны, поля дефектов, на чем основана дефектоскопия изделия, и, с другой стороны, электрическая проводимость и магнитная проницаемость. Благодаря последнему свойству вихретоковые методы применяют для измерения электрической проводимости бесконтактным методом. Вихретоковый метод широко не применяют при контроле сварных швов, так как электропроводность отдельных зон шва и околошовной зоны значительно меняется, что создает большие помехи при выявлении дефектов сварки. Вихретоковые методы могут быть использованы для фазового и структурного анализа указанных зон.

Методика контроля. Методика контроля включает следующие основные операции (рис.10.7.):

Рис. 10.7. Схема электромагнитного контроля.

1. Внешний осмотр изделия и устранение наружных дефектов, мешающих проведению контроля;

2. Установление полезадающей системы 1 на контролируемое изделие 2 и пропускание тока через возбуждающую катушку;

3. Сканирование датчика 3 и регистрирующих приборов 4, 5 вдоль поверхности контролируемого объекта;

4. Расшифровку результатов контроля и оценку качества изделия.

Чувствительность метода. На чувствительность электромагнитного метода значительно влияет зазор между датчиком и поверхностью контролируемого изделия, а также их взаимное расположение, форма и размеры. С увеличением зазора резко падает чувствительность метода. Допускаемый максимальный зазор 2 мм. Структурная неоднородность существенно снижает чувствительность метода к обнаружению дефектов. Этим методом удается выявить поверхностные и подповерхностные трещины глубиной 0,1-0,2 мм и протяженностью более 1 мм, расположенные на глубине до 1 мм.

Способы контроля. Электромагнитные методы подразделяют в основном по полезадающим системам. Полезадающие системы могут быть проходными, если катушка с током охватывает деталь или вставляется в нее (рис. 10.8. а,б), и накладными, когда катушку с током устанавливают на деталь торцом (рис. 10,8 в). В первом случае электромагнитная волна от полезадающей системы распространяется в направлении контролируемого объекта, во втором – вдоль его поверхности.

Рис. 10.8. Основные схемы (а-в) полезадающих систем электромагнитного контроля: H – вектор напряженности магнитного поля, V – направление электромагнитной волны.

Измерительные катушки (датчики) могут быть выполнены отдельно от полезадающих (генераторных) и обычно располагаются вблизи поверхности контролируемого изделия (рис. 10.9 ).

Рис. 10.9. Схема регистрации параметров электромагнитного поля:

1 – полезадающая (генераторная) катушка, 2 – измерительная катушка,

3 – контролируемое изделие.

Накладные преобразователи выполняют с ферромагнитным сердечником или без него. Ферромагнитный сердечник (обычно ферритовый) повышает абсолютную чувствительность преобразователя и уменьшает зону контроля за счет локализации потока.

Проходные вихретоковые преобразователи (ВТП) подразделяют на наружные и внутренние. Такая классификация проходных преобразователей основана на том, что они в процессе контроля проходят или снаружи объекта, охватывая его, или внутри объекта.

Накладные ВТП применяют в основном при контроле качества объектов с плоскими поверхностями и объектов сложной формы, а также в тех случаях, когда требуется обеспечить локальность и высокую чувствительность.

Наружные проходные ВТП используют при контроле линейно-протяженных объектов (проволоки, прутка, трубы и т.д.), а также при массовом контроле мелких изделий. Внутренними проходными ВТП контролируют внутренние поверхности трубы, а также стенки отверстий в различных деталях.