Вихретоковый дефектоскоп принцип работы

Вы узнаете какие несовершенства материалов могут измерить дефектоскопы. Какие бывают типы дефектоскопов и познакомитесь с устройством двух их них: ультразвуковых и вихретоковых. А также узнаете на какие параметры нужно обращать внимание при покупке дефектоскопов.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Виды, устройство и принцип действия расходомеров» или «Психрометр Асмана».

Дефектоскоп – устройство, с помощью которого осуществляется обнаружение и локализация внешних и внутренних дефектов твёрдых тел методами неразрушающего контроля. Не путать с датчиками деформации используемыми для определение деформации объекта – изгибов, скручивания и тд. К дефектам можно отнести трещины, полости, коррозионные поражения, неоднородности и прочие нарушения внутренней структуры твёрдого тела. В основу работы дефектоскопов могут быть положены различные физические эффекты, от этого напрямую зависят базовые параметры устройства, такие как род материала твёрдого тела или точность локализации дефекта.

Дефектоскопы могут быть:

• Импедансными
• Резонансными
• Магнитно-порошковыми
• Вихретоковыми
• Ультразвуковые (Акустические)
• Капиллярными
• Электронно-оптическими

В рамках данного обзора рассмотрены два вида дефектоскопов, имеющих наиболее широкое распространение: ультразвуковые и вихретоковые.

Ультразвуковые дефектоскопы

Принцип действия

В основу функционирования дефектоскопа данного типа положено свойство проникновения ультразвуковых волн в твёрдые тела. Скорость распространения УЗ-волны в основном зависит от следующих параметров среды:

• Плотность среды
• Упругость среды
• Наличие дефектов (трещины, пустоты)

Датчик имеет источник и приёмник ультразвуковых волн. Если между источником (A) и приёмником (B) поместить исследуемый объект и измерять время прохождения волн от A к B, можно, зная расстояние AB, определить скорость распространения ультразвуковой волны через конкретный участок твёрдого тела (Рисунок 1). Это даёт возможность исследовать внутреннюю структуру твёрдого тела на наличие дефектов, колебаний плотности и модуля упругости.

Рисунок 1. Обнаружение скрытого дефекта с помощью ультразвукового дефектоскопа.

Другая реализация акустического дефектоскопа использует так называемый эхо-метод. Прибор содержит источник и регистратор УЗ-волн (Рисунок 2). Волны, отражаясь от внутренних дефектов, попадают на регистратор. Если дефектов нет, или же они в силу своей структуры или пространственной конфигурации не отражают УЗ-волны, регистратор ничего не обнаружит. В противном случае будет зафиксирован отражённый сигнал, по параметрам которого можно судить о физических и геометрических характеристиках дефекта.

Рисунок 2. Обнаружение скрытого дефекта с помощью ультразвукового дефектоскопа (эхо-метод).

Описанные методы могут использоваться как по отдельности, так и в комплексе.

Достоинства:

• Метод пригоден для обследования тел практически из любых материалов
• Широкий выбор устройств в продаже

Недостатки:

• Определённые требования к типу и шероховатости поверхности исследуемого объекта, а также к его геометрии и размерам
• Высокая стоимость

В качестве примера ультразвукового дефектоскопа можно привести прибор российской фирмы прометей — УДЗ-71.

Вихретоковые дефектоскопы

Принцип действия

Если рядом с объектом из ферромагнитного материала (скажем, из стали) создать переменное магнитное поле, внутри материала объекта индуцируются вихревые токи (токи Фуко). Вихревые токи, в свою очередь также создают магнитное поле, противодействующее внешнему магнитному воздействию (Рисунок 3). Параметры вторичного магнитного поля фиксируются. Если внутри материала объекта имеются несовершенства (трещины, полости, прочие дефекты), это повлияет на конфигурацию вихревых токов, и, следовательно, на параметры создаваемого ими магнитного поля. Фиксируя эти изменения, можно получить информацию о внутренних дефектах объекта.

Рисунок 3. Обнаружение скрытого дефекта с помощью вихретокового дефектоскопа.

Достоинства:

• Относительно высокая скорость диагностики
• Высокая точность

Недостатки:

• Ограниченный диапазон материалов исследуемых тел
• Высокая стоимость

Неплохой образец дефектоскопа этого типа можно найти в каталоге фирмы априори системс — 245МД.

Параметры, на которые следует обратить внимание при выборе дефектоскопа

1. Диапазон измерения и разрешение. Основные точностные параметры дефектоскопа, определяющие глубину проникновения зондирующего воздействия в материал, а также точность определения размеров, расположения и конфигурации дефекта.
2. Скорость сканирования. Данный параметр определяет общее быстродействие системы контроля на базе дефектоскопа. Увеличение скорости сканирования обычно ведёт к падению точности измерений.
3. Способ установки. Дефектоскопы могут монтироваться непосредственно на производственной линии, а также выполняться в компактном варианте, пригодном для переноски.
4. Степень защиты. Поскольку дефектоскопы могут использоваться в неблагоприятных и агрессивных условиях, необходимо обратить внимание на параметры их защиты. Это может быть индекс IP/IK или другие характеристики, указывающие на уровень защищённости дефектоскопа от внешних воздействий (влаги, давления и пр.)
5. Температурный диапазон. Выход за границы температурного диапазона приводит к увеличению погрешности измерения и может послужить причиной выхода дефектоскопа из строя.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Вихретоковый дефектоскоп – это прибор, предназначенный для измерения и выявления трещин в различных видах поверхностей из ферромагнитых сталей и сплавов. Его конструкция весьма занимательна, впрочем, как и его собрата – магнитного дефектоскопа. Их мы и будем обсуждать в этой статье.

В каких случаях пользуются вихретоковым дефектоскопом?

Среди огромного количества дефектоскопов для каждой узкоспециализированной задачи существует наиболее подходящий вид устройства, который с максимальной эффективностью сможет произвести анализ поверхности. Для обнаружения и индикации трещины или иного дефекта применяется звуковая сигнализация, а также графическое изображение на дефектоскопическом дисплее. Прибор может оценивать степень глубины трещины или скола по показаниям дисплея при помощи нескольких стандартных образцов.

Дефектоскоп имеет программное обеспечение, специально разработанное под него для удержания в памяти конкретных настроек, а также для создания и определения вида подключения. Каждый вихретоковый прибор имеет в свой комплектации модуль встроенной памяти для хранения результатов процедуры и для последующей передачи на стационарный компьютер с помощью инфракрасного порта. Если же дефектоскоп используется в линиях автоматизации, передача информации на компьютер может осуществляться в режиме онлайн.

Главными особенностями вихретоковых дефектоскопов являются: контроль проведения работ с поверхностью (в том числе и необработанной), возможность контроля деталей даже с диэлектрической поверхностью, идентификация проблемного участка. Любой современный прибор имеет возможность оперативного соединения с компьютером, существует даже специальная разновидность программ для более детального определения масштабов проблемы.

Принцип работы основан на проведении специальных мероприятий анализа взаимодействия датчика с полем вихревого тока, которые имеют место быть при контроле объекта. Вихретоковый образователь возбуждает вихревые токи в изделии, которое подвергается контролю. Преобразователь регистрирует изменения наведенного поля при попадании на определенный участок. Датчик прибора обрабатывает и выдает электрический сигнал, который подвергается детектированию и преобразуется в цифровой сигнал. Временная развертка – результат отображенной информации на дисплее прибора. После данного комплекса процедур дефектоскопист определяет степень брака на поверхности и назначает комплекс мероприятий по его устранению.

Вихретоковые дефектоскопы применяются при трубопроводном сканировании, анализе строительных несущих конструкций, лакокрасочного покрытия, к примеру, автомобиля, а также при исследовании различных деталей промышленного назначения.

Как устроен вихретоковый дефектоскоп?

В настоящее время вихретоковый контроль – это один из передовых методов мониторинга дефектов. Одно из самых главных преимуществ – определение дефекта без прямого взаимодействия с предметом, что позволяет искать сколы, трещины, неровности, шероховатости даже в труднодоступных местах. К достоинствам данного типа дефектоскопов относят и высокую скорость диагностики, оперативное решение поставленной задачи. Однако есть и недостатки – высокая стоимость, ограниченный диапазон материалов исследуемых тел.

Приборы имеют широкие эксплуатационные характеристики. Температура окружающего воздуха должна быть в определенном диапазоне – от минус 20 до плюс 50 по Цельсию, а относительная влажность, разрешенная для работы, – не более 80 процентов. В комплекте поставки вихретокового дефектоскопа, как правило, вы найдете информационный блок обработки, различные преобразователи, аккумуляторы, устройство для зарядки прибора, кабель связи со стационарным компьютером с помощью USB, диск с программным обеспечением. Конечно, очень удобно получить также специальный кейс для транспортировки и хранения, контрольные образцы, запасной аккумулятор, дополнительные устройства сканирования и запасной датчик дефектоскопа.

Для чего выбирают магнитный дефектоскоп?

Дефектоскоп магнитопорошковый – это специальный прибор, предназначенный для проведения комплекса мероприятий по контролю ответственных устройств в разнообразных отраслях производства. Прибор необходим для выявления всякого типа трещин, шероховатостей, а также для определения масштабов брака в той или иной детали производства. Дефектоскопы могут эксплуатироваться в лабораториях, полевых условиях, на высокоэтажных зданиях, где затруднено электроснабжение, либо запрещено по технике безопасности.

С завода-изготовителя дефектоскопы выходят по ГОСТ 21105-87, также приборы периодически проходят проверку в течение эксплуатационного периода. Магнитный дефектоскоп имеет широкую вариативность и выпускается в различных модификациях по уровню технической сложности. В комплектации прибора имеется импульсивный блок, главный блок управления, устройство для намагничивания, габаритный чемодан для хранения блоков, соединительные кабели и ящики ЗИП.

Благодаря широким возможностям регуляции длин между полюсами, дефектоскоп измеряет и держит под контролем детали и конструкции оборудования различной геометрической формы. Прочность конструкции, отличные эксплуатационные качества, простота управления, незначительный вес (3,5 кг) намагничивающего устройства обеспечивают высокую производительность и комфортные условия для работы (устройство для намагничивания имеет удобную ручку, а автономный источник питания – плечевой ремень для переноски).

Дефектоскоп магнитопорошковый – устройство и принцип работы

Такие приборы предназначены для магнитопорошкового контроля следующих изделий:

• металлоконструкций различного типа и габаритов;
• многообразия сварных соединений;
• механизмов для подъема (крюки, лебедки и пр.);
• железнодорожного транспорта (составы, рельсы) и многообразия деталей для этой отрасли;
• объектов трубопроводного транспорта;
• установок котельных.

Дефектоскопы используются при намагничивании деталей локомотивов, вагонов с помощью приложенных полей, при которых обнаруживаются поверхностные сколы и трещины. Данный прибор предназначен для тщательного контроля деталей размером более 600 миллиметров и максимальным размером поперечного сечения 100 миллиметров, а также для крупногабаритных деталей необходимых для полноценного функционирования.

Дефектоскопы состоят из нескольких узлов. Главный участник исследования – блок намагничивания, который состоит из шарнирного магнитопровода и постоянных магнитов, задачей которых является наведение в металлообъекте электромагнитного поля. Также ему ассистируют измеритель намагничивающего тока для управления его пороговыми значениями, комплект полюсных наконечников и специальная измерительная лупа для осмотра на трещины поверхностей объекта. Не обойтись еще без емкости под порошок или суспензию, кистей для их нанесения и образца с эталонной дефектограммой.

Принцип действия прибора состоит из нескольких последовательных шагов. Первым делом наносится порошок либо суспензия, данный комплекс мероприятий зависит от применяемого метода (сухого или влажного). Далее магнитопорошковый дефектоскоп создает электромагнитное поле на поверхности исследуемого объекта, в результате действия прибора образуется некая индикаторная картинка из валиков и полосок, которые закрывают неровности поверхности, либо наоборот, сглаживают их. Лупа осуществляет последующий визуальный контроль, при котором сравнивается исходное изображение с эталонным, и делаются определенные выводы о браке исследуемой поверхности. Все описанные приборы позволют осуществить неразрушающий контроль. Этого же можно добиться и с помощью ультразвукового дефектоскопа.

Вихретоковые дефектоскопы относятся к приборам неразрушающего контроля и предназначен для выявления поверхностных дефектов типа трещин, расслоений, коррозионных поражений в различных объектах из ферромагнитных и неферромагнитных сталей, цветных металлов и сплавов, композиционных и углеграфитовых материалов, в том числе через неэлектропроводящие покрытия с переменной толщиной и в многослойных конструкциях.

Вихретоковые дефектоскопы ( ВТД) – приборы, предназначенные для выявления дефектов нарушения сплошности. В зависимости от применяемого метода схемы ВТД могут быть частотными, амплитудными и фазовыми. Одновременное использование двух из перечисленных схем позволяет создать амплитудно-фазовые и амплитудно-частотные схемы ВТД.

Принцип действия

• возможность контроля объектов сложной конфигурации – нет необходимости подносить прибор вплотную к измеряемой поверхности
• достаточно высокая скорость диагностики дефектов
• высокая точность получаемых данных

Недостатки ВТД

• высокая стоимость приборов
• ограниченный диапазон исследуемых материалов

На что обращаем внимание при выборе вихретокового дефектоскопа?

• Разрешение и диапазон измерений. Основные точностные параметры дефектоскопа, определяющие глубину проникновения зондирующего воздействия в материал, а также точность определения размеров, расположения и конфигурации дефекта.
• Скорость сканирования. В самом общем случае – чем она выше, тем ниже точность и достоверность получаемых данных.
• Стационарное или портативное устройство. В зависимости от поставленной задачи контроля выбирается тот или иной вариант.
• Степень защиты и температурный режим устройства. Опять же опираемся на условия задачи контроля.