RU2526598C1 - Electromagnetic control over turbojet hollow blade - Google Patents
Electromagnetic control over turbojet hollow blade Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526598C1 RU2526598C1 RU2013105258/28A RU2013105258A RU2526598C1 RU 2526598 C1 RU2526598 C1 RU 2526598C1 RU 2013105258/28 A RU2013105258/28 A RU 2013105258/28A RU 2013105258 A RU2013105258 A RU 2013105258A RU 2526598 C1 RU2526598 C1 RU 2526598C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- ferromagnetic particles
- medium
- cavities
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Предложение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для дефектоскопии и измерения толщины стенки полых деталей, типа лопаток газотурбинных двигателей, выполненных как из металла, так и полностью или частично выполненных из керамики.The proposal relates to non-destructive testing and can be used for flaw detection and wall thickness measurement of hollow parts, such as blades of gas turbine engines made of metal, or fully or partially made of ceramic.
Лопатки газотурбинных двигателей и турбомашин выполняют из жаропрочного немагнитного металла. В последнее время все более широкое применение находят лопатки с применением оболочек и других элементов, выполненных из керамики. Лопатки работают при высоких температурах и охлаждаются воздухом, пропускаемым через имеющиеся в них полости. В процессе эксплуатации, под действием высокой температуры и механических нагрузок, происходят локальные изменения толщины стенок лопаток и развиваются дефекты как на внешней поверхности лопатки, так и со стороны внутренней полости.The blades of gas turbine engines and turbomachines are made of heat-resistant non-magnetic metal. Recently, blades with the use of shells and other elements made of ceramics are finding wider application. The blades operate at high temperatures and are cooled by air passing through the cavities in them. During operation, under the influence of high temperature and mechanical loads, local changes in the wall thickness of the blades occur and defects develop both on the outer surface of the blade and on the side of the internal cavity.
Особенность конструкции лопаток газотурбинных двигателей заключается в наличии внутренних перегородок, формирующих движение охлаждающего воздуха и придающих необходимую жесткость. Имеющиеся перегородки не влияют на результаты дефектоскопии внешней поверхности лопаток электромагнитным методом при выборе высокой рабочей частоты (порядка 50 МГц), обеспечивающей затухание вихревых токов в слое металла, существенно меньшем толщины стенки лопаток. Однако эти перегородки создают неприемлемо сильные помехи при проведении электромагнитного контроля, с целью измерения толщины стенок и/или выявления дефектов, развивающихся со стороны внутренней полости. Это связано с тем, что расстояния между перегородками и их ширина сопоставимы с минимально возможным пятном контроля, а ширина и высота перегородок изменяются по нерегулярному закону. При уменьшении пятна контроля не удается обеспечить необходимую для решения поставленной задачи глубину проникновения вихревых токов. Из уровня техники известны несколько неразрушающих способов измерения, пригодных для выполнения измерения толщины в данной области техники. Однако некоторые из них, такие как рентгеновская томография [1], при которой с помощью набора детекторов выполняют ряд последовательных снимков окружности объекта, подлежащего измерению, являются слишком сложными в осуществлении. Измерения с помощью ультразвука не пригодны для некоторых материалов, в частности для анизотропных материалов. Кроме того ни один из известных методов не позволяет надежно выявлять дефекты типа трещин, развивающихся со стороны внутренней полости, и не может быть реализован без демонтажа лопатки.A design feature of the blades of gas turbine engines is the presence of internal partitions that form the movement of cooling air and give the necessary rigidity. The existing partitions do not affect the results of flaw detection of the outer surface of the blades by the electromagnetic method when choosing a high working frequency (of the order of 50 MHz), which ensures the attenuation of eddy currents in the metal layer, significantly less than the wall thickness of the blades. However, these partitions create unacceptably strong interference when conducting electromagnetic monitoring in order to measure wall thickness and / or to identify defects developing from the side of the internal cavity. This is due to the fact that the distances between the partitions and their width are comparable to the minimum possible spot of control, and the width and height of the partitions vary according to an irregular law. When reducing the control spot, it is not possible to provide the penetration depth of the eddy currents necessary for solving the task. Several non-destructive measurement methods are known in the art that are suitable for performing thickness measurements in the art. However, some of them, such as x-ray tomography [1], in which using a set of detectors perform a series of consecutive images of the circumference of the object to be measured, are too difficult to implement. Ultrasound measurements are not suitable for some materials, in particular for anisotropic materials. In addition, none of the known methods can reliably detect defects such as cracks developing from the side of the internal cavity, and cannot be implemented without dismantling the scapula.
Известен способ измерения толщины стенки полой лопатки, заключающийся в том, что используют электромагнитный преобразователь с П-образным сердечником, содержащим две расположенные на его полюсах и последовательно соединенные катушки, устанавливают электромагнитный преобразователь на поверхности лопатки параллельно имеющимся в ней перегородкам, перемещают электромагнитный преобразователь по стенке перпендикулярно перегородкам, регистрируют выходное напряжения электромагнитного преобразователя и определяют величины толщины стенки в соответствии с предварительными калибровками по значению сигнала.A known method of measuring the wall thickness of a hollow blade, which consists in the use of an electromagnetic transducer with a U-shaped core containing two coils located on its poles and connected in series, install an electromagnetic transducer on the surface of the blade parallel to the partitions contained in it, move the electromagnetic transducer along the wall perpendicular to the partitions, the output voltage of the electromagnetic transducer is recorded and the thicknesses of the ste ki according to the pre-calibration meaningfully signal.
Все эти операции осуществляют на основе измерений, выполненных на образцовых стенках, имеющих заданные радиусы кривизны и заданные значения толщины, находящиеся в требуемых интервалах и содержащих перегородки. Выполненные таким образом калибровки используются для построения нейронной сети, используемой при интерпретации измеренных сигналов [2].All these operations are carried out on the basis of measurements made on exemplary walls having predetermined radii of curvature and predetermined thickness values located in the required intervals and containing partitions. The calibrations performed in this way are used to build the neural network used in the interpretation of the measured signals [2].
Известный способ не обеспечивает выявления дефектов типа трещин, развивающихся со стороны внутренней полости, и может быть реализован только после демонтажа лопатки, так как для его реализации необходимо сканирование по строго определенному закону, обеспечиваемому только с помощью специальных средств. Кроме того, известный метод не может быть использован для контроля качества неметаллических, в частности керамических, лопаток.The known method does not detect defects such as cracks developing from the side of the internal cavity, and can be implemented only after dismantling the blade, since its implementation requires scanning according to a strictly defined law, provided only with the help of special tools. In addition, the known method cannot be used to control the quality of non-metallic, in particular ceramic, blades.
Наиболее близок к предложенному, принятый за прототип способ оценки толщины стенки полой детали, имеющей искривленную поверхность, типа лопатки газотурбинного двигателя, по меньшей мере, в одной точке, имеющей некоторый радиус кривизны и определенную толщину в этой точке, заключающийся в том, что определяют величины импеданса электрической цепи, образованной датчиком токов Фуко, наложенным на стенку, вводят эти величины на вход блока цифровой обработки типа нейронной сети, параметры нейронной сети определяют предварительно путем отладки на калиброванных плитках, имеющих радиусы кривизны в интервале радиусов кривизны упомянутой поверхности, и заданные значения толщины [3].Closest to the proposed, adopted as a prototype method for estimating the wall thickness of a hollow part having a curved surface, such as a gas turbine engine blade, at least at one point having a certain radius of curvature and a certain thickness at this point, which consists in determining the impedance of the electric circuit formed by the Foucault current sensor superimposed on the wall, these values are input to the input of the digital processing unit such as a neural network, the parameters of the neural network are determined previously by debugging and calibrated tiles having radii of curvature in the range of radii of curvature of said surface, and the thickness is set to [3].
Однако и этот способ не обеспечивает выявления дефектов типа трещин, развивающихся со стороны внутренней полости, требует демонтажа лопаток и большой подготовительной работы. Он также не может быть использован для контроля качества неметаллических, в частности керамических, лопаток.However, this method does not provide for the identification of defects such as cracks developing from the side of the internal cavity, requires the dismantling of the blades and a lot of preparatory work. It also cannot be used to control the quality of non-metallic, in particular ceramic, blades.
Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения возможности контроля качества неметаллических полых деталей, повышение селективной чувствительности к дефектам, расположенным со стороны внутренней полости, и к толщине оболочки.The purpose of the invention is the expansion of the scope by providing the ability to control the quality of non-metallic hollow parts, increasing the selective sensitivity to defects located on the side of the internal cavity, and to the thickness of the shell.
Поставленная цель в способе электромагнитного контроля полой детали типа лопатки газотурбинного двигателя, заключающемся в том, что сканируют электромагнитным преобразователем внешнюю поверхность полой детали, регистрируют изменяющиеся в процессе сканирования выходные сигналы электромагнитного преобразователя и по ним судят о параметрах полой детали, достигается благодаря тому, что предварительно внутренние полости детали заполняют средой, содержащей равномерно распределенные ферромагнитные частицы.The goal in the method of electromagnetic control of a hollow part such as a blade of a gas turbine engine, namely, that the external surface of the hollow part is scanned by an electromagnetic transducer, the output signals of the electromagnetic transducer that change during scanning are recorded and judged by the parameters of the hollow part, due to the fact that previously the internal cavities of the part are filled with a medium containing uniformly distributed ferromagnetic particles.
Дополнительно, поставленная цель достигается благодаря тому, что в качестве среды, содержащей равномерно распределенные ферромагнитные частицы, используют магнитную жидкость.Additionally, the goal is achieved due to the fact that as a medium containing uniformly distributed ferromagnetic particles, use magnetic fluid.
Дополнительно, поставленная цель достигается благодаря тому, что перед заполнением полости детали средой с ферромагнитными частицами в полости создают пониженное давление, заполняют полость детали средой с ферромагнитными частицами под давлением и поддерживают его в процессе сканирования.Additionally, the goal is achieved due to the fact that before filling the cavity of the part with the medium with ferromagnetic particles in the cavity create reduced pressure, fill the cavity of the part with the medium with ferromagnetic particles under pressure and support it during the scanning process.
Дополнительно, поставленная цель достигается благодаря тому, что рабочую частоту f электромагнитного преобразователя выбирают из условия 0,5/(R2×π×σ×µ0)<f<1/(R2×π×σ×µ0), где R - эквивалентный радиус электромагнитного преобразователя, σ - удельная электрическая проводимость металла лопатки, µ0=4π×10-7 Гн/м.Additionally, the goal is achieved due to the fact that the operating frequency f of the electromagnetic transducer is selected from the condition 0.5 / (R 2 × π × σ × µ 0 ) <f <1 / (R 2 × π × σ × µ 0 ), where R is the equivalent radius of the electromagnetic transducer, σ is the electrical conductivity of the metal of the blade, μ 0 = 4π × 10 -7 GN / m.
Дополнительно, поставленная цель достигается благодаря тому, что на ферромагнитные частицы в полостях детали воздействуют магнитным полем со стороны сканируемой поверхности.Additionally, the goal is achieved due to the fact that ferromagnetic particles in the cavities of the part are exposed to a magnetic field from the side of the scanned surface.
Дополнительно, поставленная цель достигается благодаря тому, что перед сканированием удаляют среду с магнитными свойствами из полостей детали.Additionally, the goal is achieved due to the fact that before scanning remove the medium with magnetic properties from the cavities of the part.
Реализация предложенного способа показана на примере электромагнитного контроля лопатки с воздушным охлаждением газотурбинного двигателя.The implementation of the proposed method is shown by the example of electromagnetic control of an air-cooled blade of a gas turbine engine.
На фиг.1 приведена схема контроля для реализации заявляемого способа.Figure 1 shows the control circuit for implementing the proposed method.
На фиг.2 показано поперечное сечение сканируемой электромагнитным преобразователем лопатки с полостями, заполненными магнитной жидкостью.Figure 2 shows a cross section of a blade scanned by an electromagnetic transducer with cavities filled with magnetic fluid.
На фиг.3 приведена диаграммы сигнала, полученная при сканировании поверхности лопатки с полостями, заполненными магнитной жидкостью, при рабочей частоте 30 кГц.Figure 3 shows the signal diagram obtained by scanning the surface of the blades with cavities filled with magnetic fluid at an operating frequency of 30 kHz.
На фиг.4 - диаграмма сигналов, полученная при сканировании поверхности лопатки с полостями, заполненными магнитной жидкостью, при рабочей частоте 4 кГц.Figure 4 is a signal diagram obtained by scanning the surface of the blade with cavities filled with magnetic fluid at an operating frequency of 4 kHz.
На фиг.5 приведена диаграммы сигналов, полученные при сканировании поверхности лопатки с ферромагнитными частицами, оставшимися только в полостях дефектов, после слива магнитной жидкости.Figure 5 shows the signal diagrams obtained by scanning the surface of the blades with ferromagnetic particles remaining only in the cavities of the defects after draining the magnetic fluid.
Предложенный способ реализуется с помощью схемы контроля, приведенной на фиг.1. На ней показана лопатка 1, соединенные между собой электромагнитный преобразователь 2 и электронный блок 3, многофункциональный компрессор 4 для поочередной подачи и создания давления магнитной жидкости и воздуха в полостях лопатки 1 через ее входные отверстия 5.1 и выходные отверстия 5.2. В схему контроля входит также источник 6 постоянного магнитного поля. Источник 6 может быть выполнен в виде электромагнита, питаемого постоянным током, или постоянного магнита.The proposed method is implemented using the control circuit shown in figure 1. It shows a blade 1, interconnected electromagnetic transducer 2 and an
Для реализации заявленного способа выполняют следующие действия. Заполняют внутренние полости 7 лопатки, образованные перегородками 8, средой 9, содержащей равномерно распределенные ферромагнитные частицы. В качестве среды 9 может быть использована магнитная эмульсия, воздушная взвесь ферромагнитных частиц или магнитная жидкость. Рекомендуется использовать магнитную жидкость, представляющую собой, как известно, коллоидные растворы высокодисперсных магнитных частиц размером от 5 до 50 нм. Магнитные жидкости обладают способностью силового взаимодействия с магнитным полем, сохраняя при этом текучесть. Они имеют начальную относительную магнитную проницаемость µмж≈7. Среда 9 заполняет полости 7 лопатки, а также полости дефектов 10 при их наличии. Заполнение полостей дефектов 7 средой 9 в виде магнитной жидкости происходит под влиянием капиллярного эффекта.To implement the claimed method perform the following steps. The internal cavities 7 of the scapula formed by the partitions 8, the
Для повышения проникающей способности магнитной жидкости в полость дефектов 7 целесообразно предпринять следующие действия:To increase the penetrating ability of the magnetic fluid into the cavity of defects 7, it is advisable to take the following actions:
- выбрать среду 9 с магнитными частицами возможно меньшего размера;- choose
- создать пониженное давление в полости лопатки перед ее заполнением магнитной жидкостью, что обеспечит удаление воздуха из полостей возможных дефектов;- create a reduced pressure in the cavity of the blade before filling it with magnetic fluid, which will ensure the removal of air from the cavities of possible defects;
- создать давление в полостях 7 с магнитной жидкостью и поддерживать его в процессе сканирования;- create pressure in the cavities 7 with magnetic fluid and maintain it during the scanning process;
- воздействовать на магнитную жидкость постоянным магнитным полем, направленным со стороны сканируемой поверхности.- act on the magnetic fluid with a constant magnetic field directed from the side of the scanned surface.
С уменьшением размера магнитных частиц и ростом давления проникающая способность среды 9 в полости дефектов 10 однозначно увеличивается. Воздействие же на контролируемый участок магнитным полем, с одной стороны, затягивает ферромагнитные частицы в полость дефекта, но, с другой стороны, уменьшает магнитную проницаемость среды 6. Известно [4], что уменьшение магнитной проницаемости магнитной жидкости незначительно (менее 10%) при напряженности воздействующего на нее магнитного поля менее 1 кА/м. Эта величина может быть рекомендована как оптимальная, если сканирование происходит при одновременном воздействии постоянного магнитного поля.With a decrease in the size of magnetic particles and an increase in pressure, the penetrating ability of the
Воздействие магнитного поля приводит и к некоторому возрастанию концентрации магнитных частиц в полостях дефектов, что дополнительно повышает чувствительность к ним заявляемого способа.The influence of a magnetic field leads to a certain increase in the concentration of magnetic particles in the cavities of defects, which further increases the sensitivity of the proposed method to them.
После заполнения полостей 7 средой 9 в виде магнитной жидкости, создания давления с помощью компрессора 4 воздействуют со стороны, предназначенной для сканирования поверхности лопатки 1, на ферромагнитные частицы среды 9 постоянным магнитным полем, создаваемым источником 6 постоянного магнитного поля. Воздействие может проводиться сразу на всю поверхность или поочередно, путем сканирования. Ферромагнитные частицы среды 9 под действием магнитного поля источника 1 получают дополнительное воздействие, способствующее заполнению ими полостей возможных дефектов 10.After filling the cavities 7 with the
Рабочую частоту f электромагнитного преобразователя выбирают из условия 0,5/(R2×π×σ×µ0)<f<1/(R2×π×σ×µ0). При этом влияние немагнитного металла, по сравнению с влиянием магнитной среды с относительной магнитной проницаемостью µ>5 оказывается почти в 100 раз меньшим [5, С.60, рис.4.8]. При выбранной в соответствии с заданным условием частоте влияние перегородок 8 на сигнал электромагнитного преобразователя 2 пренебрежимо мало [5, С.64, рис.4.10].The operating frequency f of the electromagnetic converter is selected from the condition 0.5 / (R 2 × π × σ × µ 0 ) <f <1 / (R 2 × π × σ × µ 0 ). Moreover, the influence of a non-magnetic metal, in comparison with the influence of a magnetic medium with a relative magnetic permeability μ> 5, is almost 100 times smaller [5, C.60, Fig. 4.8]. At a frequency selected in accordance with a given condition, the influence of the partitions 8 on the signal of the electromagnetic transducer 2 is negligible [5, C.64, Fig. 4.10].
Эквивалентный радиус R электромагнитного преобразователя рекомендуется выбирать сопоставимым с толщиной Т стенки контролируемой лопатки. В этом случае достигаются близкая к оптимальной чувствительность и разрешающая способность к положению магнитных частиц, несущих информацию о толщине внешней оболочки лопатки и наличии дефектов.The equivalent radius R of the electromagnetic transducer is recommended to be selected comparable with the wall thickness T of the controlled blade. In this case, a sensitivity close to optimal and a resolution to the position of magnetic particles that carry information about the thickness of the outer shell of the blade and the presence of defects are achieved.
Например, при толщине Т=2 мм целесообразно выбрать R=2 мм. При этом рабочая частота f для типичных значений удельной электрической проводимости металла лопаток должна находиться в диапазоне 4 кГц <f<8 кГц. Наличие оптимума по частоте связано с тем, что при ее уменьшении снижается абсолютная чувствительность к магнитной среде, а при увеличении растет чувствительность к немагнитному металлу лопатки.For example, with a thickness of T = 2 mm, it is advisable to choose R = 2 mm. In this case, the operating frequency f for typical values of the electrical conductivity of the metal of the blades should be in the range of 4 kHz <f <8 kHz. The presence of an optimum in frequency is due to the fact that with its decrease the absolute sensitivity to the magnetic medium decreases, and with an increase in sensitivity to the non-magnetic metal of the blade.
На фиг.3 показана развертка части внешней оболочки лопатки 1 с прилегающими к ней перегородками 8. Над разверткой приведены диаграмма, соответствующая сканированию поверхности лопатки 1 с заполненными магнитной жидкостью полостями 7 при частоте 30 кГц.Figure 3 shows a scan of part of the outer shell of the blade 1 with adjacent partitions 8. Above the scan is a diagram corresponding to scanning the surface of the blade 1 with cavities 7 filled with magnetic fluid at a frequency of 30 kHz.
Из приведенной на фиг.3 диаграммы видно, что при данной рабочей частоте электромагнитного взаимодействия с магнитной жидкостью практически не происходит. Это связано с экранирующим действием вихревых токов, возбужденных в металле лопатки.From the diagram shown in figure 3 it can be seen that at a given operating frequency, electromagnetic interaction with magnetic fluid practically does not occur. This is due to the screening effect of eddy currents excited in the blade metal.
На фиг.4 показана развертка части внешней оболочки лопатки 1 с прилегающими к ней перегородками 8. Над разверткой приведены диаграмма, соответствующая сканированию поверхности лопатки 1 с заполненными магнитной жидкостью полостями 7 при частоте 30 кГц. Из приведенной на фиг.4 диаграммы видно, что при наличии дефекта 10, заполненного средой 9, формируется импульс, позволяющий однозначно выявить данный дефект. Минимумы сигналов формируются над перегородками 8, а локальные максимумы - над центрами соответствующих полостей. При неравномерной толщине металла лопатки между перегородками соответствующий локальный максимум может смещаться, а его величина при уменьшении толщины металла увеличивается.Figure 4 shows a scan of part of the outer shell of the blade 1 with adjacent partitions 8. Above the scan is a diagram corresponding to scanning the surface of the blade 1 with cavities 7 filled with magnetic fluid at a frequency of 30 kHz. From the diagram shown in FIG. 4, it can be seen that in the presence of a
На фиг.5 показана развертка части внешней оболочки лопатки 1 с прилегающими к ней перегородками 8. Над разверткой приведены диаграмма, соответствующая сканированию поверхности лопатки 1 при сканировании поверхности лопатки 1 с ферромагнитными частицами только в полости дефекта 10.Figure 5 shows a scan of part of the outer shell of the blade 1 with adjacent partitions 8. Above the scan is a diagram corresponding to scanning the surface of the blade 1 when scanning the surface of the blade 1 with ferromagnetic particles only in the cavity of the
Из приведенных диаграмм видно, что для более надежного выявления дефектов целесообразно проводить сканирование, сохранив ферромагнитные частицы только в полостях возможных дефектов 10.It can be seen from the above diagrams that for a more reliable detection of defects, it is advisable to scan, preserving ferromagnetic particles only in the cavities of
Для удаления среды 9 с ферромагнитными частицами из полостей 7 лопатки подают под создаваемым компрессором 4 давлением газ. При этом ферромагнитные частицы, заполняющие полости возможных дефектов, будут удерживаться там под действием капиллярных сил и давлением поступающего газа. Для более эффективного удаления частиц из полостей 7 рекомендуется промыть полости жидкостью, не имеющей магнитных свойств.To remove the medium 9 with ferromagnetic particles from the cavities 7, the blades supply gas under the pressure created by the compressor 4. In this case, ferromagnetic particles filling the cavity of possible defects will be held there under the action of capillary forces and the pressure of the incoming gas. For more efficient removal of particles from cavities 7, it is recommended to flush the cavities with a liquid that does not have magnetic properties.
Анализ диаграмм показывает, что после удаления ферромагнитных частиц из полостей 7 дефекты выявляются более надежно. В то же время, для оценки толщины оболочки необходимо проводить анализ при магнитной жидкости во всем объеме полостей. Здесь при уменьшении толщины стенки уменьшается расстояние до поверхности, образованной ферромагнитными частицами в соответствующей полости 7. Это приводит к увеличению максимального значения регистрируемого сигнала на соответствующем интервале. Для количественной оценки измеряемой толщины достаточно провести предварительную калибровку. При этом образцовые пластины могут быть изготовлены из диэлектрика, в полости которых помещается соответствующая среда 9, например магнитная жидкость.An analysis of the diagrams shows that after removal of the ferromagnetic particles from the cavities 7, defects are more reliably detected. At the same time, to assess the thickness of the shell, it is necessary to analyze with magnetic fluid in the entire volume of cavities. Here, with a decrease in the wall thickness, the distance to the surface formed by ferromagnetic particles in the corresponding cavity 7 decreases. This leads to an increase in the maximum value of the recorded signal in the corresponding interval. To quantify the measured thickness, a preliminary calibration is sufficient. In this case, the model plates can be made of dielectric, in the cavity of which is placed the
Чувствительность к измеряемой толщине оболочки в предложенном способе существенно выше, чем в известных, за счет того, что по существу происходит измерение расстояния от рабочего торца электромагнитного преобразователя до поверхности магнитной среды. Сопоставление чувствительностей электромагнитного преобразователя к изменению толщины Т немагнитной электропроводящей пластины (при оптимальной для этого рабочей частоте) и к изменению равного ей расстояния Т до поверхности магнитной среды (при рекомендуемой рабочей частоте) показывает, что заявляемый способ обеспечивает чувствительность на порядок выше.The sensitivity to the measured thickness of the shell in the proposed method is significantly higher than in the known, due to the fact that essentially the distance is measured from the working end of the electromagnetic transducer to the surface of the magnetic medium. A comparison of the sensitivity of the electromagnetic transducer to a change in the thickness T of a non-magnetic electrically conductive plate (at the optimal operating frequency for this) and to a change in the distance T equal to it to the surface of the magnetic medium (at the recommended operating frequency) shows that the inventive method provides an order of magnitude higher sensitivity.
При перемещении над дефектом 10 магнитная связь ферромагнитных частиц с электромагнитным преобразователем 2 резко возрастает, что приводит к появлению соответствующего импульса. Параметры импульса зависят от объема ферромагнитных частиц в полости дефекта 9, а также от их близости к рабочему торцу электромагнитного преобразователя 2.When moving over the
При контроле лопаток частично или полностью выполненных из немагнитного и неэлектропроводного материала, в частности керамики, физика описанных процессов и отмеченные закономерности сохраняются.When controlling the blades partially or completely made of non-magnetic and non-conductive material, in particular ceramics, the physics of the described processes and the noted regularities are preserved.
Таким образом, предложенное техническое решение в совокупности заявленных признаков позволяет расширить область применения за счет обеспечения возможности контроля качества неметаллических полых деталей, например металлокерамических лопаток газотурбинных двигателей. Одновременно достигается повышение селективной чувствительности к дефектам, развивающимся со стороны внутренней полости, и к толщине оболочки. Дефектоскопия лопаток заявляемым способом, в принципе, может быть реализована без демонтажа лопатки при обеспечении возможности подачи магнитной жидкости в полости лопатки по каналам ее охлаждения. Это связано с тем, что для выявления дефектов не требуется высокой точности позиционирования электромагнитного преобразователя.Thus, the proposed technical solution in the totality of the claimed features allows you to expand the scope by providing the ability to control the quality of non-metallic hollow parts, such as cermet blades of gas turbine engines. At the same time, an increase in selective sensitivity to defects developing from the side of the internal cavity and to the shell thickness is achieved. Flaw detection of the blades of the claimed method, in principle, can be implemented without dismantling the blades while providing the possibility of supplying magnetic fluid in the cavity of the blade through the cooling channels. This is due to the fact that to identify defects does not require high precision positioning of the electromagnetic transducer.
Источники информацииInformation sources
1. Вайнберг И.А., Вайнберг Э.И. Компьютерные томографы для неразрушающего контроля и количественной диагностики изделий аэрокосмической промышленности. // Двигатель. - 2008. - №2. - С.19-23.1. Weinberg I.A., Weinberg E.I. Computer tomographs for non-destructive testing and quantitative diagnostics of aerospace products. // Engine. - 2008. - No. 2. - S. 19-23.
2. Патент РФ №2263878, МПК7 G01B 7/06, G01N 27/90 // Способ измерения толщины стенки полой лопатки. - Опубл. 27.11.2003 (http://www.findpatent.ru/patent/226/2263878.htmn).2. RF patent No. 2263878, IPC 7 G01B 7/06, G01N 27/90 // Method for measuring the wall thickness of a hollow blade. - Publ. 11/27/2003 (http://www.findpatent.ru/patent/226/2263878.htmn).
3. Патент РФ №2418963, МПК7 F02C 9/00, G01B 7/06 // Измерение толщины стенки, в частности стенки лопатки, при помощи токов Фуко. - Опубл. 20.05.2011. (прототип) http://www.freepatent.ru/patents/24189633. RF patent No. 2418963, IPC 7 F02C 9/00, G01B 7/06 // Measurement of wall thickness, in particular the wall of the blade, using Foucault currents. - Publ. 05/20/2011. (prototype) http://www.freepatent.ru/patents/2418963
4. Диканский Ю.И., Закинян А.Р., Константинова Н.Ю. О магнитной проницаемости магнитодиэлектрической эмульсии // ЖТФ. - 2008 - том 28 - вып.7 - С.22.4. Dikansky Yu.I., Zakinyan A.R., Konstantinova N.Yu. On the magnetic permeability of a magnetodielectric emulsion // ZhTF. - 2008 - volume 28 - issue 7 - C.22.
5. Федосенко Ю.К., Шкатов П.Н., Ефимов А.Г. Вихретоковый контроль / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Издательский дом «Спектр». - 2011-224 с.5. Fedosenko Yu.K., Shkatov PN, Efimov A.G. Eddy current control / under the total. ed. V.V. Klyueva. M .: Publishing house "Spectrum". - 2011-224 s.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013105258/28A RU2526598C1 (en) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Electromagnetic control over turbojet hollow blade |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013105258/28A RU2526598C1 (en) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Electromagnetic control over turbojet hollow blade |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013105258A RU2013105258A (en) | 2014-08-20 |
| RU2526598C1 true RU2526598C1 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=51384086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013105258/28A RU2526598C1 (en) | 2013-02-08 | 2013-02-08 | Electromagnetic control over turbojet hollow blade |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526598C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584726C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации" | Method of measuring parameters of cracks in non-magnetic electroconductive objects |
| RU2610350C1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-02-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" | Eddy current testing method |
| RU2686404C1 (en) * | 2018-03-02 | 2019-04-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" ЮРГПУ (НПИ) | Method of tomographic measurement of the magnetic state of ferromagnetic objects of complex shape |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002001145A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Snecma Moteurs | Method for measuring the thickness of a hollow vane wall |
| RU2413213C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Procedure for revealing cracks in material of part |
| RU2418963C2 (en) * | 2006-04-26 | 2011-05-20 | Снекма | Measuring of wall thickness, namely blade wall, with help of foucault currents |
| RU2464555C1 (en) * | 2009-05-28 | 2012-10-20 | Сергей Васильевич Левый | Eddy current inducer for magnetographic flaw detection and scanner based thereon |
-
2013
- 2013-02-08 RU RU2013105258/28A patent/RU2526598C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002001145A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Snecma Moteurs | Method for measuring the thickness of a hollow vane wall |
| RU2418963C2 (en) * | 2006-04-26 | 2011-05-20 | Снекма | Measuring of wall thickness, namely blade wall, with help of foucault currents |
| RU2413213C2 (en) * | 2009-01-15 | 2011-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашская государственная сельскохозяйственная академия" | Procedure for revealing cracks in material of part |
| RU2464555C1 (en) * | 2009-05-28 | 2012-10-20 | Сергей Васильевич Левый | Eddy current inducer for magnetographic flaw detection and scanner based thereon |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2584726C1 (en) * | 2014-12-29 | 2016-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт стандартизации и унификации" | Method of measuring parameters of cracks in non-magnetic electroconductive objects |
| RU2610350C1 (en) * | 2015-11-03 | 2017-02-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет информационных технологий, радиотехники и электроники" | Eddy current testing method |
| RU2686404C1 (en) * | 2018-03-02 | 2019-04-25 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" ЮРГПУ (НПИ) | Method of tomographic measurement of the magnetic state of ferromagnetic objects of complex shape |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013105258A (en) | 2014-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Arjun et al. | Optimisation of pulsed eddy current probe for detection of sub-surface defects in stainless steel plates | |
| US7451639B2 (en) | Engine blade dovetail inspection | |
| CN102565186B (en) | The nondestructive inspection of the structure in aircraft | |
| RU2526598C1 (en) | Electromagnetic control over turbojet hollow blade | |
| Trushkevych et al. | Differential coil EMAT for simultaneous detection of in-plane and out-of-plane components of surface acoustic waves | |
| Okolo et al. | Axial magnetic field sensing for pulsed magnetic flux leakage hairline crack detection and quantification | |
| Barakat et al. | A one-dimensional approach towards edge crack detection and mapping using eddy current thermography | |
| Chady et al. | Neural network models of eddy current multi-frequency system for nondestructive testing | |
| Chady et al. | Natural crack recognition using inverse neural model and multi-frequency eddy current method | |
| Pasadas et al. | Open crack depth evaluation using eddy current methods and GMR detection | |
| Simm et al. | Investigation of the magnetic field response from eddy current inspection of defects | |
| EP4027138A1 (en) | Improved additive manufacturing monitoring method and system | |
| JP4020361B2 (en) | Nondestructive crack depth judgment method | |
| Faraj et al. | Investigate the effect of lift-off on eddy current signal for carbon steel plate | |
| Gao et al. | Defect detection in the dead zone of magnetostrictive sensor for pipe monitoring | |
| JPH09113488A (en) | Method and apparatus for evaluating electromagnetic quality | |
| JP2017067743A (en) | Non-destructive inspection device and non-destructive inspection method | |
| Wang et al. | A new system for defects inspection of boiler water wall tubes using a combination of EMAT and MFL | |
| Rebican et al. | Investigation of numerical precision of 3-D RFECT signal simulations | |
| JP2004294341A (en) | Flaw detection method and flaw detection apparatus by pulsed remote field eddy current | |
| JP6058436B2 (en) | Eddy current flaw detector and eddy current flaw detection method | |
| Li et al. | Mutual interference effect of a rosette eddy current array sensor for quantitative crack monitoring in metallic structures | |
| Lopes Ribeiro et al. | Determination of crack depth in aluminum using eddy currents and GMR sensors | |
| CN205656166U (en) | Nearly surperficial small crack detection device of pressure -bearing equipment | |
| Cuffe et al. | Eddy current measurement of case hardened depth of steel components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180209 |