Назначение, цепи и задачи неразрушающего контроля. Общие положения НК. Требования предъявляемые к методам НК. Методы и средства неразрушающего контроля, страница 10

1.  метод возбуждения ПЭП радиоимпульсами с прямоугольной огибающей;

2.  метод возбуждения импульсами произвольной формы. При отражении этих характеристик также используется СО,

рис 17

          Прежде чем приступить к изменению необходимо определить объем выборки и установить значение частот на которой проводят изменения.

          От генератора ультрозвуковых колебаний 1, частота которая контролируется частотомером 4, возбуждаются упругие колебания, которые приводят к возбуждению ПЭП 5 и распространяются дальше в СО6.

          Одновременно эти же генерируемые колебания через приемник 2 поступают на осциллограф 3. Измерение проводится на первой выбранной частоте. Для устойчивых показаний поверхности ПЭП и СО притираются.

          Отразившись от дна СО эхоимпульс поступает в приемник 2 и дальше на экран осциллографа 3. Через регламентированное время (зависящее от толщины СО, плотности материала, скорости распространения упругих колебаний и т.д.) на экране осциллографа будет наблюдать серию импульсов.

          Аналогичным образом проводят изменения на частотах диапазона. По результатам изменений строят АЧХ.  Аналогичные изменения проводят в перпендикулярной области по отношению к СО.

          Одним из важных элементов является приемник импульсов.

          Приемник должен иметь следующие характеристики:

1.  диапазон 0,16…30 МГц;

2.  чувствительность 2 мВ;

3.  регулировка коэффициента усиления 60 дБ;

4.  абсолютное значение погрешности 0,5 дБ.

Значение коэффициента АЧХ рассчитывают:

* - амплитуда отраженного эхоимпульса на частоте ;

               - амплитуда возбуждающего импульса на частоте .     

          От расчетного значения   на 6 дБ вверх и 6 дБ вниз определяют граничные частоты:

          Коэффициент неравномерности АЧХ определяется:

           

          Точка ввода и угол ввода упругих колебаний в среду определяется через слой контактной жидкости. Изменения проводятся трижды. Информативный параметр – максимальное значение амплитуды. Затем результат изменения усредняют и сравнивают с приводимым в ТД. Помимо СО для определения этих параметров используют шкалы и отчеты (специальные устройства, предназначенные для определения координат положения ПЭП и конкретного типа акустической нагрузки., рассчитанные и изготовленные для различных плотностей материалов и различных частот.

                    Вихретоковый вид НК

          Основан на создании и регистрации электромагнитных полей всех вихревых токов, наводимых в ОК внешним полем (ГОСТ  24289-90).

          Суть метода заключается в следующем: при внесении в Э-М поле катушки, питаемой током переменной частоты, ОК из проводящего материала. В последнем наводятся вихревые токи, направленные, как правило навстречу возбуждающему электромагнитному полю как результат первичного и вторичного.

          Измеряя и анализируя характеристики результирующего поля, можно сделать вывод о качестве (наличии дефектов) в приграничных слоях ОК.

          Этот вид контроля достаточно распространен, изучен, имеет широку. Область применения, ограниченную лишь тем, что распространяется на изделие из электропроводящих материалов.

          Достоинства вида: простота, надежность, высокая чувствительность, объективность, способность к автоматизации.

          С помощью данного вида решают задачи НК в дефектоскопии, структуроскопии и толщинометрии.

1.  Многопараметричность.

На характеристики регулирующего электромагнитного поля одновременно влияет множество параметров и факторов, из-за чего невозможно зачастую определить однозначную зависимость измерения характеристики от того или иного фактора. Это приводит к усложнению оборудования и решению многопараметрических задач.

2.  Осуществление бесконтактного контроля.

Это позволяет автоматизировать контроль и увеличить скорость контроля до 3 м/с.

3.  Нечувствительность к вредным внешним факторам (давление, влажность, излучение). Но в этот перечень не входит внешнее электромагнитное поле.

4.  Малая глубина проникновения.

Связана с физическими свойствами материала ОК.

Рис 18

Рис 19

1.  Измерительный преобразователь (катушка или тороид), питаемый током. Он возбуждает в ОК 4, вихревые токи 3. Эти вторичные токи наводят вторичный поток магнитной индукции Ф2 , направленный противоположно первичному потоку Ф1. Результирующий поток образуется в результате взаимодействия поля катушки преобразователя и поля вихревых токов.

          При наличии в ОК дефекта 5, результирующий поток уменьшается. По характеру этого изменения делают вывод о размерах и местоположении дефекта.

          Ограничение по глубине проникновения вихревых токов связано со скин-эффектом (поверхностным эффектом). Большая часть магнитного потока рассеивается по поверхности. По мере проникновения вглубь ОК фаза плотности тока изменяется линейно, а амплитуда по экспоненциальному закону.

          Формула плотности тока:

                   

          Глубина проникновения вихревых токов в ОК:

                   

 - частота питания обмотки первичного преобразователя;

 - электрическая проводимость материала;

- магнитная проницаемость материала.

                   

          Глубина поникновения в ферромагнитных материалах гораздо меньше, чем в неферрмагнитных, т. к.

                                          (100…1000 раз)

          Условная глубина проникновения уточняется экспериментально и зависит от соотношения размеров и формы ОК, частоты питания, механические, физические, химические свойств и однократности структуры.

f=50 Гц: dCu=9,4 мм               f=10  кГц: dCu=0,66 мм              

               dAl=12,4 мм                            dAl=0,84 мм

               dсталь=1,3 мм                           dAl=0,033 мм