Способ электромагнитной дефектоскопии ферромагнитных объектов Советский патент 1987 года по МПК G01N27/82 

дящим штангам 2 и 3 пропускают переменный ток, намагничивая контрольный образец 7 и контролируемый объект 8. Величину, пропорциональную магнитному потоку в зоне контроля, измеряют с помощью измерительной обмотки 9. Изме)яют частоту источника 1 перемен1

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для оценки параметров подповерхностных трещин в ферромагнитных электропроводящих объектах.

Цепь изобретения - повышение информативности дефектоскопии за счет оценки параметров трещины.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2 - распределение магнитной индукции в зоне контроля для ряда частотJ на фиг. 3 - зависимость регулируемой частоты от глубин залегания и глубины трещины; на фиг. 4 - зависимость глубины трещины и глубины залегания от отношения и,/и при k 3,3.

Схема устройства для варианта с циркулярным намагничиванием контролируемого объекта состоит из источника 1 переменного тока, выполненного с возможностью регулировки величины и частоты тока, электропроводящих штанг 2 и,3, соединенных последовательно и подключенных к выходу источника 1 переменного тока, последовательно соединенных измерительного преобразователя 4, электронного блока 5 и индикатора 6, контрольного образца 7 идентичного контролируемому объекту 8, измерительной обмотки 9, намотанной на контрольном образце 7, как на торроидальном сердечнике, усилителя 10 с коэффициентом

усиления, обратно пропорциональным частоте сигнала, индикатора 11, подключенного через усилитель 10 к выходу измерительной обмотки 9, частотомера 12, также подключенного к выходу 40 измерительной обмотки 9. Электропроводящие штанги 2 Vi 3 размещаются в полостях контролируемого объекта 8 и

ного тока, поддерживая неизменным величину -магнитного потока в зоне контроля. Фиксируют частоту, на которой измерительный преобразователь 4 имеет наибольший сигнал и по этой частоте оценивают параметры трещины. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

5

0

5

0

5

0

контрольного образца 7 соответственно и фиксируются по их осям с помощью диэлектрических справок 13-16.

Способ осуществляют следующим образом.

По электропроводящим штангам 2 и 3 пропускают переменный ток, задаваемый источником 1 переменного тока, и создают тем самым магнитный поток Ф в контролируемом объекте 8. В данном случае магнитный поток Ф, и магнитный поток Фу. через сечение контролируемого объекта в зоне контроля имеют одинаковое распределение. Величину, пропорциональную Ф измеряют с помощью индикатора 11, так как напряжение на обмйтке 9 определяется выражением U 4,44 Ф,, fW, а коэффициент усиления усилителя 10 обратно пропорционгшен частоте f. Размещают над контролируемым участком объекта 8 измерительный преобразователь 4 и измеряют воздействие на него магнитного потока рассеяния с помощью электронного блока 5 и индикатора 6. В качестве измерительного преобразователя 4 целесообразно использовать феррозондовый преобразователь- градиентомер, а электронный блок представляет собой феррозондовый дефектоскоп типа МФД-4К. При наличии воздействия магнитного потока рассеяния, регистрируемого индикатором 6, регулируют частоту f источника 1 переменного тока. Синхронно с изменением частоты f магнитного потока Ф регулируют его величину путем изменения тока источника 1 переменного тока, поддерживая неизменным величину магнитного потока Ф. Изменения Ф PJ определяют по показаниям индикатора 11. В процессе изменения частоты f регистрируют максимальное воядействие U магнитных потоков рассеяния на.измерительный преобразователь 4 и по частотомеру 12 определяют соответствующую максимальному воздействию U частоту f. Затем (при тех же условиях контроля) изменяют частоту „,. в k раз и измеряют новое воздействие U. Полученная величина f, позволяет определить возможные сочетания глубины залегания и глубины трещины, а вычисленное отношение U,/U, дополнительно определяют из этого множества единственное значение глубины залегания и глубины трещины.

Достигаемый результат можно .объяснить следующим образом.

При изменении частоты f магнитного потока Фд его величина и распределение под воздействием поверхностного эффекта, связанного с вихревыми токами, изменяется. Однако с помощью введенной регулировки (по условиям контроля) величина Ф остается постоянной. Поэтому при увеличении частоты f часть магнитного потока Ф), из нижних слоев переходит в верхние. При этом (по мере увеличения частоты ширина нижних слоев непрерывно растет, а верхних уменьшается. Очевидно что при прочих равных условиях воздействие трещины тем больше, чем больще перераспределяемый ею магнитный поток. Тогда максимальное воздействие магнитных потоков рассеяния на измерительный преобразователь 4 будет иметь место в тот момент, когда граница раздела верхних и нижних слоев будет находиться в районе нижней границы трещины. При дальнейшем увеличении частоты f граница раздела слоев достигнет верхней границы трещины, после чего перераспределяемый магнитный поток может только уменьшаться. Изложенное поясняется фиг. 2, где показано ра1спределение магнитной индукции В в сечении трубы для ряда частот. Таким образом, при изменении частоты f магнитные потоки рассеяния имеют строго определенный максимум, определяемый только глубиной , залегания и глубиной трещины независимо от ее длины. На фиг. 3 изображены зависимости глубины и глубины залегания трещины от обобще н ного параметра х Тт| (uG- 2 iTf , где(5 - удельная электропроводность контролируемого объекта 8; U. - его магнит936204

ная проницаемость; Т - толщина стенки. Как видно из этих зависимостей одному значению х соответствует множество сочетаний глубины h залегания 5 и глубины 5 трещины. Это уже позволяет получить важные оценки параметров трещины. Вместе с тем (с помощью дополнительной информации) можно определить эти параметры раздельно. Для fO этого лучше всего использовать информативный параметр, не связанный с абсолютной величиной какого-либо воздействия потоков рассеяния, так как она зависит от многих факторов.

5 в качестве такого параметра и используется отношение двух сигналов и,/и, фиксируемых индикатором 6 при частотах k и f соответственно. На фиг. 4 представлена зависимость

20 глубины и глубины залегания трещины от величины указанного отношения.

Предлагаемый способ электромагнитной дефектоскопии ферромагнитных объектов позволяет оценивать глубину

2-5 и глубину залегания трещины по параметрам, не зависящим от ее длины.и слабо чувствительным к конструктивным параметрам измерительного преобразователя и его положению относи30 тельно контролируемого объекта. Это определяет возможность реальной оценки параметров дефектов по единой методике независимо от конкретных средств измерения.

35

0

Формула изобретения

1. Способ электромагнитной дефектоскопии ферромагнитных объектов.

заключающийся в том, что с помощью системы намагничивания возбуждают в объекте переменный магнитный поток Ф, размещают над контролируемым участком объекта измерительный пре5 образователь, измеряют воздействие на него магнитного потока рассеяния и .по нему определяют наличие дефекта,, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения информативности

0 дефектоскопии за счет оценки параметров трещины, измеряют величину, пропорциональную магнитному потоку Ф, проходящему через сечение контролируемого объекта в зоне контролируемого участка, изменяют частоту f магнитного потока Ф, синхронно с изменением f регулируют путем изменения токонамагничивания величину Ф,, из условия неизменности потока

5

1293620

Ф, фиксируют максимальное воздейст вне и магнитного потока рассеяния на выходной сигнал преобразователя и по соответствующей U частоте f, определяют возможные сочетания глуби ны трещины и глубины ее залегания.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что задают частоту

f k f , где k - коэффициент пропорциональности, синхронно изменяют величину Ф , добиваясь неизменности потока Фк, измеряют новое воздействие и,и по отношенирп и,/и , а также по величине 1, определяют глубину трещины и глубину ее зале- гания.

Фиг. 2

Хон

0.01 ом °,° 0 1 Фие.З

l}(fm} U(Kfm

:до/ ff

7.0 6.0 5,0 l,Q

3,0 W W

А. Ревин

0,1 0,2 0,3 Q.H 0

Фиг.1+

Составитель И. Рекунова Техред В.Кадар

Корр

Заказ 379/48

Тираж 777

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Н. Король

Подписное

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для оценки параметров поверхностных и подповерхностных трещин в ферромагнитных материалах, изделиях и полуфабрикатах. Цель изобретения - повышение информативности дефектоскопии за счет оценки параметров трещины. Для этого намагничивают контролируемый участок объекта неизменным по величине магнитным потоком с варьируемой частотой. По электропрово tsD СО СО О) ю ipur.l