Электротермический способ дефектос-КОпии Советский патент 1981 года по МПК G01N25/72 

(54) ЭЛЕКТРОТЕгМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ

. . - . Изобретение относится к иеразрушаю Miei контролю проводящих материалов. Известен способ тепловой дефе1сто-скопви основанные на нагреве поверхяосга изделия токами высокой частоты я регистрации дефектов по йали1аао градиента температу1ш поверхности . Недцсстаткон указанного способа является низкая разрешающая способ ность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является .электротермический способ дефектоскошш, в котором нагрев контролируемой зоны производится злектрическнм током а о наличии дефекта судят по величине термоэда ;/ возникакщей в зоне сварно- то соединения разнородных металлов Ш Недостатком способа является невозможность обнаружения дефекта бне зоны сварного шва. Кроме того способ не позволяет установить наименьший радиус кривизны дефекта, который определяет влияние дефекта на конструкционную прочность изделия. Цель изобретения - повышение информативности способа. Поставленная цель достигается тем, что в электротермическом способе дефектоскопии, основанном на нагреве изделия путем пропускания через него электрического тока, по.изделию пропускают ряд импульсов электрического тока неизменной амплитуды с увеличи- вающейся длительностыо t, разделенных во времени паузой, достаточной для полного охлаждения изделия после пропускания предыдущего импульса, измеряют максимальную температуру в зоне дефекта в момент окончания импульса тока и определяют величину наимень-, шего радиуса кривизны обнаруженного дефекта г/ по формуле г 10-ГнТ,где Нкозффициент температуропроводности материала изделия, -длительность импульса,после которого измеряемая температура перестает прямо пропорционально зависеть от t . . Для пояснения сущности предлагае мого способа рассмотрим распределение электрического тока в металлическом листе со сквозным эллиптичес ким отверстием. Известно, что с помощью эллипса можно описать острые и тупые трещины, продолговатые и круглые неметаллические включения и др. непроводящие дефекты. Ko вшeкcный потенциал электричес кого тока в бесконечном листе с эллиптическим отверстием равен W 1г)-|(аг.-Ь х 2-Ь Т1соеу ))siny, (Ьь-аz -la -bзначение иапряженности поля иа бесконечноста ; 2i X + Ч - комплексная переменн У - угол между вектором пряженности и положи тельным направлением оси Х, совпадающим с большой осьнг эллип а и в- соответственно больш и малая полуоси элл са. , .- . Напряженность электрического пол определится как модуль производной комплексного потещиала. В вершине дефекта, имеющей коорд наты (а,о), она равна E E H jslny или, заменяя b через E.Hco({f). с учетом закона Ома аналогй ое выражение имеет место и для плотности тока. Таким образом, в вершине дефе та эллиптической форьол происходит увеличение плотности потока по срав нию со средней по образцу в Ь раз )siny, |Ь - коэффтщент концентрации электрического тока в верш не дефекта (тре1ЦйШ1); - безразмерный параметр, определяю|ций степень вытянутости и остроты дефекта. Очевидно, концентрация тока вблизи устья трещины приводит к заметному повышению температуры в этой области, которое позволяет обнаружить дефект, Максимальной величины температура достигает в условиях адиабатич.еского нагрева, когда за время действия импульса тока теплопроводность не успеет существенно выравнять температурный градиент (закон Джоуля-Ленца) i«)Ibt . бс7 оо - плотность тока; t длительность импульса тока о иСу- проводимость и объемная теплоемкость материала изделия. Если длительность импульса тока превьшает характерное время термической диффузии, которое определяется как 1 (Н - коэффициент температуропроводности), то локальный разогрев в вершине будет намного слабее. Для больших длительностей импульса тока реальиый распределений: источник тепла заменяют линейным, расположенным в центре трещины. Его мощность определяется интегрированием квадрата распределения тока - Я-,, Тогда температура, нормированная на удельное тепловьщеление в вершине трещины, определится выражением Т f J 44HtF где 71 - коэффициент теплопроводности;Е - интегральная показательная функция; S - расстояние от вершины трещины. Чем больше радиус кривизны кончика трещины, тем,для длинных импульсов более пренебрегают теплопроводностью и пользуются адиабатическим приближением. За границу применимости адиабатического приближения (5) принимают условие t i 0,01 t, из которого и получается соотношение )00е, или Г 10-/HF. Предлагаемый способ позволяет не только обнаруживать дефект, но и с

удовлетворительной точностью определять его минимальный радиус кривизны, что дает возможность- оценивать влияние этого дефекта на конструкционную прочность контролируемого изделия.

Формула изобретения

Электротермический способ дефектоскопии, основанный на нагреве изделия путем пропускания через него электрического тока, отличающийся тем. Что, с целью повышения-информативности способа, пропускают ряд импульсов тока неизменной амплитуды с увеличивающейся длительностью t, разделенных во времени паузой,достаточной для полного охлаж|дения изделия после пропускания предыдущего импульса, измеряют макси.мальную температуру в зоне дефекта в момент окончания импульса и определяют величину наименьшего радиуса кривизны обнаруженного дефекта г по формуле г 1oVHt, где Н - коэффициент температуропроводности материала изделия, .t - длительность импульса, после которого измеряемая температура перестает прямо пропорционально зависеть от t.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

(прототип).