Способ вихретоковой дефектометрии Советский патент 1987 года по МПК G01N27/90 

1

Изобретение относится к неразру- тающему контролю материалов и изделий и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо оценивать глубины по- верхностньк нарушений сплошности типа трещин в металлических изделиях.

Целью изобретения является упрощение способа за счет упрощения выбора параметров компенсирующего напряжения

На фиг.1 представлена блок-схема дефектоскопа, реализующая предлагае- МЬ1Й способ; на фиг. 2 - векторная диаграмма.

Устройство содержит генератор 1, преобразователь 2, схему 3 формирования добавочного напряжения, сумматор 4, фазовый детектор 5, фазовращатель 6 и индикатор 7. К выходу генератора 1 подключены преобразователь 2, фазовращатель 6 и схема 3 формирования добавочного напряжения. Выход схемы 3 и преобразователь 2 соединены с входами сумматора 4, выход которого поступает на один из входов фазового детектора 5. Второй вход фазового детектора 5 соединен с выходом фазовращателя 6. Индикатор 7 через переключатель рода работ Работа - Настройка подсоединяется к выходу.

Расумматора 4 (в режиме Настройка).

На фиг.2 приведены экспериментально полученные годографы относительного напряжения преобразователя

фазового детектора 5 (в режиме бота) или к выходу сумматора

V V/V в зависимости от относительной

и обобщенного

глубины трещин зазора Z,. Z/RB магнитном сплаве типа 15Х1МФ (индекс а) и немагнитном типа Х18Н12Т (индекс б). Нормирование осуществляют в отношении к напряжению VQ преобразователя .в отсутствии металла, которое составляет 0,64 В., Направление возрастания h и z показано стрелками. Эквивалентный радиус R накладного преобразователя равен 4 мм. Рабочая частота 5 кГц.

На левом фрагменте (фиг.2) началу координат (точка К) соответствует компенсация сигнала преобразователя при его установке в воздухе, т.е. при .

На правых фрагментах (фиг.2) ряд значений глубин трещин (на кривых h) соединен прямыми с расчетными значениями соответствующего зазора z (на кривых Zx). Расчет значений z для

13305382

каждого значения h осуществляется в соответствии со способом. Местоположение точки переноса начала координат для каждого значения h совпадает с соответствующим расчетным зна

3S

40

местоположении 2 обозответствующей прямой и кривой (z). Величина максимального фазового сдви 10 га от трещины

координат в расчетной точке начена (-p . Бездефектный участок металла обозначен точкой М.

Способ осуществляется следующим

15 образом.

Синусоидальный сигнал генератора 1 поступает на преобразователь 2,. откуда сигнал преобразователя поступает на вход сумматора 4. В сумматоре 4

2Q осуществляется векторное сложение сигнала преобразователя 2 и сигнала добавочного напряжения со схемы 3, .амплитуда и фаза которого регулируются. Суммарный сигнал с сумматора

25 4 и сигнал генератора, пройдя через фазовращатель 6, поступают на фазо- вьй детектор 5 и далее на индикатор 7 (в режиме Работа). При положении переключателя Настройка на индика30 тор 7 поступает сигнал с сумматора 4. Первоначально в режиме Настройка преобразователь 2 устанавливают на повер 5«ость контроля с зазором Zj. ; Величину зазора z, рассчитывают согласно способу для данного h, . Регулировкой амплитуды и фазы добавочного напряжения осуществляют минимизацию суммарного сигнала на выходе сумматора 4 (т.е. добиваются равенства нулю показаний индикатора 7). Этому режиму соответствует перенос начала координат на кривую г (фиг.2а), например в точку 2,0,047, при Ь.Н опГ 0,2, Значения коэффициентов k, и kj

g для данного случая (сталь 15Х1МФ) равны соответственно 0,07 и 0,35. Для стали аустенитного класса типа . . Х18Н12т величины тех же коэффициентов принимают значения 0,1 и 0,4. ОпQ ределение значение коэффициентов Т) и kj. осуществляется путем обработки экспериментальных данных предварительных исследований по следующей мето-:( Дике.

Строят годографы преобразователя в

5

зависимости от глубины трещин h и зазора z. Типичный вид таких годографов для ферромагнитной и неферромагнитной стали приведены на фиг.2

(а и б). Пересекают кривые h. и г„

системой параллельных прямых под углом uCf к кривой г. По графику определяют значения h и z, лежащие на концах соответствующих параллельных прямьпс. Расчитывают (например, методом линейной апроксимации) значения коэффициентов К, и К в формуле

k,которая отражает

аналитическую связь указанных величин.

Затем преобразователь устанавливают на бездефектньй металл с мини- .мальным зазором ( О). При этом на выходе сумматора возникает сигнал разбаланса, пропорциональный вектору 5 М, амплитуда и фаза которого характеризуют бездефектный металл.

Переключают переключатель в режим Работа и, регулируя фазу сигнала ;фазовращателя 6, устанавливают на ин- :дикаторе показание ноль.

П ри сканировании контролируемой поверхности преобразователем и его установке на трещину некоторой глубины h вектор М смещается на некоторый угол ц , что фиксируется на индикаторе.

10

15

рмула изобретения. Способ вихретоковой д ефектометрии, заключающийся в том, что преобразователь устанавливают на поверхность контролируемого металла, компенсируют сигнал преобразователя добавочным напряжением той же частоты и глубину трещины определяют по величине изменения фазы суммарного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, компенсацию осуществляют предварительно при установке преобразователя над поверхностью контролируемого металла с зазором 2, выбранным из условия

2

k/ h

где h

макс

макс

20

25

30

мак.симсшьная относительная глубина трещины из диапазона, подлежащего контролю; k,, k,j - коэффициенты, зависящие

от свойств контролируемо-; го металла, выбранные в соответствии с таблицей, регулируя амплитуду и фазу компенсирующего напряжения до получения нуля амплитуды суммарного сигнала, после чего устанавливают преобразователь на поверхность контролируемого металла.

Редактор Л.Повхан

Составитель И.соян

ТехредКорректор В.Бутяга

.Заказ 3576/46 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где необходимо оценивать глубину дефектов в металличес-. ких конструкциях. Цель изобретения - упрощение способа за счет упрощения выбора параметров добавочного напряжения. Способ осуществляется следующим образом. Генератор 1 питает преобразователь 2, сигнал с которого поступает в сумматор 4, где осуществляется векторное сложение сигнала преобразователя 2 и сигнала добавочного напряжения схемой 3, амплитуда и фаза которого регулируются. Суммарный сигнал с сумматора 4, пройдя через фазовращатель 6, поступает на фазо- вый детектор 5 и далее на индикатор 7 в режиме Работа. При положении переключателя в режиме Настройка на индикатор 7 поступает сигнал с сумматора 4. В режиме Настройка за счет вариаций зазора между преобразователем и объектом контроля выбирают параметры добавочного напряжения по минимальному показанию индикатора 7,к которому подключен сумматор 4.2 ил. i (Л со 00 о СП о СХ)