RU1770870C - Способ тепловой дефектоскопии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушаю- шему контролю материалов и может быть использовано дл  обнаружени  дефектов в металлических проволоках. Цель изобретени  - повышение достоверности обнаружени  дефектов в проволоках. Проволоку нагревают путем пропускани  чере: нее импульсов электрического тока длительностью с, частотой повторени  10-100 Гц и амплитудой тока 10 А/мм2. Регистрирую температуру проволоки, а о наличии дефектов суд т по скорости нарастани  температуры проволоки. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю материалов, в частности провод щей проволоки, и может быть использовано в лабораторных и цеховых услови х дл  контрол  локальных нео- днородностей, структурной нестабильности и качества проволоки.

Известен способ неразрушающего контрол  теплофизических свойств материалов , заключающийс  в нагреве исследуемого образца точечным источником энергии и регистрации предельной избыточной температуры поверхности термоприемником.

Тепловое возбуждение в известном способе осуществл етс  внешним точечным источником , что позвол ет эффективно воздействовать лишь на поверхность материала и исследовать дефекты наход щиес  на поверхности в то врем  как дефекты внутри объема материала экранированы. В результате изменени  коэффициента отражени  поверхности измен ютс  начальные услови  прогрева дефектной и бездефектной областей что осложн ет интерпретацию полученной информации Невозможность обеспечени  надежного теплового контакта термоприемника при сканировании по поверхности снижает точность определени  теплофизических характеристик материалов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ тепловой дефектоскопии , включающий нагрев издели  путем пропускани  через него импульсов электрического тока и регистрацию температурного пол  издели , по которому суд т о наличии дефектов

Однако данный способ имеет недостаточную достоверность обнаружени  дефектов в проволоках, обусловленную неустойчивым тепловым рельефом, воспроизвод щим дефектную картину участга проволоки .

Цель изобретени  - повышение достоверности обнаружени  дефектов в проволоках .

00

С

vi

VI

О 00 vj О

Дл  достижени  поставленной цели необходимо создать периодические переходные процессы, которые возникают при пропускании электрического тока через участок проволоки, где происходит локальный разогрев в области дефекта, св занный с избыточным сопротивлением. Дефекты (поры , разрывы монокристалличности, нестабильность структуры и т.д.) привод т к росту сопротивлени  проволоки и снижению ее теплопроводности. При этом выдел емое тепло обусловлено джоулевыми потер ми, Рост температуры в области дефекта приводит к дальнейшему росту сопротивлени , Этот процесс непрерывен и при соответствующем выборе электрических (скорость нарастани  тока, сопротивление) и тепло- физических (теплоемкость, теплопроводность ) параметров происходит лавмнво, Важным моментом этого процесса  вл етс  уменьшение теплопроводности металлических материалов с температурой, что приводит к локализации участка перегрева м повышению разрешающей способности а определении местонахождени  дефекта. Поддержива  определенную среднюю температуру проволоки, можно надежно вы вл ть дефекты, про вл ющиес  в росте сопротивлени , уменьшении теплоемкости и теплопроводности дефектных областей. В изобретении такие услови  создаютс  периодической последовательностью коротких импульсов тока (гимп 10 с) со скважностью 10-20. создающих устойчивый тепловой рельеф, воспроизвод щий дефектную картину участка приволоки.

При этом больша  скважность обеспечивает низкую температуру (дл  исключени  окислени  проволоки) бездефектных областей. При приложении короткого импульса тока к движущемус  проводу нагрев участка происходит по закону

AT- Q lnt2

ЈJ 1 ™ jiif T I

4 А ti

Ш

где AT - приращение температуры за врем  t2 - ti: Q I R - количество тепла в единицу времени; А- коэффициент теплопроводности; I - сила тока, проход щего через проволоку; R - электрическое сопротивление проволоки. Как видно из формулы (1), скорость нарастани  теплового импульса определ етс  не только ростом сопротивлени  R в дефектной области, но и поведением теплопроводности А . Исследовани , проведенные на вольфрамовой проволоке, показали, что дефекты типа пор, разрывов сплошности , границ фаз привод т к уменьшению теплопроводности материала и тем сзглым к

росту скорости нарастани  теплового импульса в соответствии с формулой (1).

На чертеже показана схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.

5Устройство состоит из генераторной части , приемного устройства, системы механической прот жки проволоки и блока питани . Генераторна  часть предназначена дл  формировани  импульсов тока амп10 литудой 10 А/мм2 и длительностью с и состоит из генератора импульсов 1 (Г5-56 А) и усилител  мощности 2.

Подача тепловых импульсов осуществл етс  через контакты 3,4,

15 Приемна  часть состоит из пирометрического датчика 5, реагирующего только на изменение температуры (А Т 0,05°С), операционного усилител  6, схемы селекции 7, устройства сравнени  8 сигнала ATi, изме20 рениого в момент времени tt, с амплитудой тока на резисторе RI. С выхода этого устройства сигнал, нормированный по амплитуде и пропорциональный отношению ATa/ATi , поступает на счетчик дефектов 9 (частото25 мер 43-34 А в режиме счета импульсов; порог устанавлиоаетс  входным аттенюатором ). Работа блоков 2-8 обеспечиваетс  соответствующими напр жени ми от блока питани . Подающий 10 и приемный 11 валы

30 осуществл ют прот жку контролируемого провода с заданной скоростью.

Скорость прот жки выбираетс  из услови  максимальной чувствительности пиро- датчмка и высокой производительности

35 линии. При времени нарастани  теплового

ИМЛуЛЬСа Тнэраст С И НвОбхОДИМОСТИ

регистрации дефектов с минимальным размером г - 0,2-0,3 мм скорость прот жки достигает значени  Vnp 20 м/мин, что

40 удовлетвор ет технологическим требовани м современных линий прот жки. Длительность и частота следовани  импульсов также определ ютс  толщиной провода и верхним пределом температуры, допускае45 мым технологической картой процесса прот жки .

Использование изобретени  позвол ет с достаточной достоверностью определ ть дефекты в проволоках их различных элект50 ропроводных материалов и тем самым повысить качество проволоки.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ тепловой дефектоскопии, включающий нагрев исследуемого издели  пу55 тем пропускани  через него импульсов электрического тока и регистрацию температурного пол  издели , по которому суд т о наличии дефектов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности

   обнаружени  дефектов в проволоках, злек- 10...100 Гц и амплитудой удельного тока 10 трические импульсы формируют длительно . А/мм , а о наличии дефектов суд т по ско- стью 10 ...10 с, с частотой повторени  , рости нарастани  температуры проволоки.