RU2610350C1 - Способ вихретокового контроля - Google Patents
Способ вихретокового контроля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2610350C1 RU2610350C1 RU2015147230A RU2015147230A RU2610350C1 RU 2610350 C1 RU2610350 C1 RU 2610350C1 RU 2015147230 A RU2015147230 A RU 2015147230A RU 2015147230 A RU2015147230 A RU 2015147230A RU 2610350 C1 RU2610350 C1 RU 2610350C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- eddy current
- current signal
- crack
- holes
- current transducer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при вихретоковом контроле электропроводящих объектов для дефектометрической оценки выявляемых в них дефектов. Способ вихретокового контроля заключается в том, что компенсируют вихретоковый сигнал подключенного к электронному блоку накладного вихретокового преобразователя, устанавливают вихретоковый преобразователь над трещиной, регистрируют изменение вихретокового сигнала относительно скомпенсированного вихретокового сигнала и используют полученное изменение для определения глубины трещины на контролируемом участке, при этом компенсацию вихретокового сигнала выполняют при установке вихретокового преобразователя на контролируемом участке, перед компенсацией и перед регистрацией изменения вихретокового сигнала относительно скомпенсированного вихретокового сигнала под рабочим торцом вихретокового преобразователя размещают немагнитную электропроводящую пластину с отверстиями, устанавливаемыми поочередно по оси вихретокового преобразователя, а диаметры отверстий при компенсации и при регистрации изменения вихретокового сигнала выбирают различными. Технический результат – повышение достоверности дефектометрической оценки глубины трещин. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при вихретоковом контроле электропроводящих объектов для дефектометрической оценки выявляемых в них дефектов.
Известен способ вихретокового контроля, заключающийся в том, что контролируемый объект вводят во взаимодействие с вихретоковым преобразователем (ВТП), выделяют амплитудно-фазовым детектором квадратурные составляющие сигнала ВТП и по соотношению их величин судят о наличии полезного и мешающего сигнала. При этом предварительно снимают годографы от вариации зазора на бездефектном участке изделия и участке, содержащем калибровочный дефект. После этого изменяют фазу тока возбуждения так, чтобы сигнал от дефекта совпал по направлению с одной из осей координат комплексной плоскости. После этого устанавливают преобразователь на контролируемый объект и устанавливают наличие и относительную величину дефекта на контролируемом участке по относительной величине приращения сигнала в направлении выбранной оси от годографа, соответствующего бездефектному участку относительно сигнала калибровочного дефекта. Относительная величина зазора может быть установлена по приращению сигнала в ортогональном направлении, выбранной оси комплексной плоскости, от уровня, соответствующего минимальному зазору, относительно сигнала максимального зазора. При этом изменением фазы тока возбуждения совпадение направления влияния дефекта может быть установлено с осью абсцисс или с осью ординат [1].
Известный способ не обеспечивает достоверной дефектометрической оценки глубины выявленных дефектов. Это связано с различием электромагнитных свойств на дефектном и бездефектном участках, используемых при измерениях, а также с нелинейностью получаемой зависимости регистрируемого вихретокового сигнала от глубины трещины.
Наиболее близок к заявляемому по технической сущности способ вихретокового контроля, заключающийся в том, что устанавливают накладной вихретоковый преобразователь на бездефектном участке, идентичном контролируемому, компенсируют вихретоковый сигнал накладного вихретокового преобразователя, подключенного к электронному блоку, устанавливают вихретоковый преобразователь над трещиной, регистрируют изменение вихретокового сигнала и используют его для определения глубины трещины на контролируемом участке с помощью предварительно полученных на контрольных образцах с известной глубиной трещины зависимостям [2].
Однако и этот способ не обладает достаточной достоверностью дефектометрической оценки глубины трещины. Это также связано с различием электромагнитных свойств на дефектном и бездефектном участках, используемых при измерениях и с нелинейностью получаемой зависимости регистрируемого вихретокового сигнала от глубины трещины. Нелинейная зависимость регистрируемого вихретокового сигнала от глубины трещины связана с различным типом взаимодействия с трещиной контуров, формирующих вихретоковый сигнал. Контуры вихревых токов в близкой к оси вихретокового преобразователя приповерхностной зоне под влиянием трещины разрываются на два независимых контура, в средней зоне - искажаются, подныривая под трещину, а в дальней зоне - огибают ее концы. Вероятно, что пропорциональные глубине трещины изменения вихретокового сигнала обусловлены вихревыми токами, преимущественно, в средней зоне, а воздействие вихревых токов в остальных зонах в малой степени зависит от глубины трещины и приводит к увеличению нелинейности зависимости вихретокового сигнала от глубины трещины. Отметим, что нелинейность данной зависимости возрастает с увеличением глубины трещины. В связи с этим вихретоковым методом удается достоверно оценить только трещины малой глубины. Для получения градуировочных характеристик на практике используются контрольные образцы с искусственными трещинами. Искусственные трещины обычно выполняют электроэрозионным методом в виде узких рисок с длиной, в несколько раз превышающей диаметр рабочего торца вихретокового преобразователя. Реальные трещины могут иметь меньшую длину и быть извилистыми. Это приводит к дополнительной погрешности дефектометрической оценки глубины трещин известным способом.
Цель изобретения - повышение достоверности дефектометрической оценки глубины трещин.
Поставленная цель в способе вихретокового контроля, заключающемся в том, что компенсируют вихретоковый сигнал подключенного к электронному блоку накладного вихретокового преобразователя, устанавливают вихретоковый преобразователь над трещиной, регистрируют изменение вихретокового сигнала относительно скомпенсированного вихретокового сигнала и используют полученное изменение для определения глубины трещины на контролируемом участке, достигается благодаря тому, что компенсацию вихретокового сигнала выполняют при установке вихретокового преобразователя на контролируемом участке, перед компенсацией и перед регистрацией изменения вихретокового сигнала относительно скомпенсированного вихретокового сигнала под рабочим торцом вихретокового преобразователя размещают немагнитную электропроводящую пластину с отверстием, устанавливаемым по оси вихретокового преобразователя, а диаметры отверстий при компенсации и при регистрации изменения вихретокового сигнала выбирают различными.
Рекомендуется диаметры отверстий в пластине выбирать из соотношений 3dП>dМ>dП, dБ>dМ+dП, где dМ, dБ и dП - диаметры меньшего отверстия, большего отверстия и внешний диаметр активной части рабочего торца вихретокового преобразователя.
На фиг. 1 показана схема контроля, реализующая заявляемый способ, на фиг. 2 представлена электропроводящая пластина из немагнитного электропроводящего металла, на фиг. 3 изображена поверхность контролируемого объекта с сеткой трещин и положение отверстий в пластине относительно них при проведении контроля, на фиг. 4 - зависимости вихретокового сигнала от глубины трещины при вариации диаметров отверстий в электропроводящей пластине, используемой при измерениях, на фиг. 5 изображены контуры вихревого тока на поверхности контролируемого объекта с короткой трещиной, на фиг. 6 - контуры вихревого тока на развертке поверхности объекта с бесконечно длинной поверхностной трещиной.
Схема контроля, реализующая заявляемый способ, состоит из накладного вихретокового преобразователя 1, включающего коаксиальные возбуждающую катушку 2 индуктивности и измерительную катушку 3 индуктивности, электронный блок 4, подключенный к вихретоковому преобразователю 1. Под рабочим торцом вихретокового преобразователя 1 размещена немагнитная электропроводящая пластина 5 с отверстиями 6 меньшего диаметра dМ и 7 - большего диаметра dБ (фиг. 2). Отверстия 6 и 7 при измерениях поочередно устанавливаются по оси вихретокового преобразователя 1 с внешним диаметром dП активной части рабочего торца. В качестве электронного блока 4 могут быть использованы электронные блоки вихретоковых приборов, имеющих функцию автокомпенсации и количественной индикации выходного сигнала, например вихретоковый дефектоскоп-дефектомер «ЗОНД ВД-96» [2]. Вихретоковый сигнал, регистрируемый электронным блоком 4, может представлять амплитуду (амплитудный способ), фазу (фазовый способ) или проекцию (амплитудно-фазовый способ) вектора выходного напряжения [3, С. 467-475].
Заявляемый способ реализуется следующим образом.
Немагнитную электропроводящую пластину 5 размещают на контролируемом участке 8 над трещиной 9 так, чтобы видимая через одно из отверстий, например 6, часть трещины 9 проходила через диаметрально противоположные точки отверстия 6 (фиг. 3). Вихретоковый преобразователь 1 устанавливают соосно с отверстием 6 и компенсируют вихретоковый сигнал подключенного к электронному блоку 4 накладного вихретокового преобразователя 1. Затем, не изменяя положения оси вихретокового преобразователя 1, устанавливают соосно с ним другое отверстие 7 и регистрируют с помощью электронного блока 4 изменение вихретокового сигнала относительно скомпенсированного. По величине полученного сигнала с помощью предварительно полученных градуировочных характеристик определяют глубину трещины 9. Для получения градуировочных характеристик используют контрольные образцы с искусственными трещинами известной глубины, выполняют вышеописанные операции и получают зависимость результата измерения от глубины трещины. Рекомендуется при измерениях выбирать диаметры отверстий большего dБ и меньшего dМ диаметров, исходя из соотношений: 3dП>dМ>dП, dБ>dМ+dП.
Повышение достоверности дефектометрической оценки глубины трещин при реализации данного способа объясняется следующими факторами.
1. При компенсации и измерении используются максимально близкие по электромагнитным свойствам участки, отличающиеся только объемом металла между цилиндрами с диаметрами dБ и dМ. Это позволяет практически исключить погрешность, связанную с различием электромагнитных и геометрических (например, кривизна поверхности) параметров на контролируемом участке и на участке, выбираемом для компенсации.
2. За счет применения неферромагнитной электропроводящей пластины 5 обеспечивается большая локальность контроля, что позволяет, например, существенно уменьшить влияние соседних трещин и вариации их длины. Это иллюстрируется фиг. 3, где показано несколько трещин (сетка трещин). Такой вид дефектности характерен, в частности, для поверхности трубопроводов при коррозии под напряжением (стресс-коррозии).
3. Разность вихретоковых сигналов при рекомендуемом выборе диаметров отверстий 6 и 7 более линейно зависит от глубины трещин. Это видно из приведенных на фиг. 4 графиков, на которых приведены экспериментально полученные зависимости нормированной амплитуды вихретокового сигнала, получаемого при измерениях заявляемым способом, от глубины трещины. При измерениях использовался вихретоковый преобразователь с dП=4,5 мм. Частота возбуждающего тока f=60 кГц. Рабочий зазор составлял 0,5 мм. Использовалась неферромагнитная электропроводящая пластина, выполненная из алюминиевой фольги толщиной 0,1 мм. Образец был выполнен из стали Ст 20 и содержал дефекты глубиной 1, 2, 3, 4 и 5 мм, длиной 20 мм и шириной не более 0,1 мм, выполненные электроэрозионным способом. Диаметры используемых отверстий 6 и 7 указаны для каждой кривой в виде дроби dБ/dМ. Здесь же приведена зависимость, полученная путем прямого измерения без пластины. Нормировка заключалась в том, что все измеренные сигналы для каждого графика делились на величину сигнала полученного для трещины максимальной глубины, в данном случае 5 мм. Это позволяет сопоставить их по линейности. Видно, что максимальная линейность достигается при dБ=24 мм и dМ=20 мм, что соответствует рекомендуемым соотношениям.
Увеличение линейности зависимости регистрируемого сигнала U от глубины трещины h объясняется следующим образом. Исходные контуры вихревых токов в бездефектном объекте имеют вид концентрических окружностей. При взаимодействии с трещиной 9 возникают три типа контуров (фиг. 5 и 6). Контуры 10 вихревых токов в близкой к оси вихретокового преобразователя приповерхностной зоне под влиянием трещины разрываются на два независимых контура. Контуры 11 в средней зоне искажаются, подныривая под трещину 9, а контуры 12 в дальней зоне огибают концы трещины 9. При последовательных компенсации и измерении в присутствии электропроводящей пластины 5 через отверстия dБ и dМ, соответственно, вихретоковый сигнал формируется контурами в зоне, ограниченной внешним диаметром dB и внутренним диаметром dМ. В этой зоне оказываются контуры одного типа 11, изменившие свою длину пропорционально глубине трещины 9. При этом влияние длины трещины и соседних трещин будет ослаблено. Кроме того, имеется возможность выбора участка трещины с минимальной извилистостью и без изломов (фиг. 3)
Технические преимущества предлагаемого способа вихретокового контроля заключаются в повышении достоверности дефектометрической оценки глубины трещин. Это связано с повышением градуировочной харатеристики за счет исключения влияния контуров вихревого тока, степень деформации которых в малой степени связана с глубиной трещины. Дополнительно достоверность дефектометрической оценки повышается благодаря выполнению компенсации вихретокового сигнала и его измерению при неизменном положении вихретокового преобразователя. Кроме того, данный способ обеспечивает подавление влияния вариации длины трещин, их извилистости и наличия соседних трещин на расстоянии более dБ между плоскостями трещин.
Источники информации
1. Способ контроля свойств объекта из электропроводящих материалов. RU 2487344. G01N 27/90. Заявка 2012104031/28, 07.02.2012, опубл. 10.07.2013.
2. Методика вихретокового контроля лопаток паровых турбин тепловых электрических станций дефектоскопом "Зонд ВД-96" РД 34.17.449-97 http://www.norm-load.ru/SNiP/Data1/39/39581/index.htm (прототип).
3. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 2: В 2 кн.: Вихретоковый контроль. Кн. 21. Ю.К. Федосенко, В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, Ю.Я. Останин. - М.: Машиностроение, 2003. - С. 340-687.
Claims (2)
1. Способ вихретокового контроля, заключающийся в том, что компенсируют вихретоковый сигнал подключенного к электронному блоку накладного вихретокового преобразователя, устанавливают вихретоковый преобразователь над трещиной, регистрируют изменение вихретокового сигнала относительно скомпенсированного вихретокового сигнала и используют полученное изменение для определения глубины трещины на контролируемом участке, отличающийся тем, что компенсацию вихретокового сигнала выполняют при установке вихретокового преобразователя на контролируемом участке, перед компенсацией и перед регистрацией изменения вихретокового сигнала относительно скомпенсированного вихретокового сигнала под рабочим торцом вихретокового преобразователя размещают немагнитную электропроводящую пластину с отверстиями, устанавливаемыми поочередно по оси вихретокового преобразователя, а диаметры отверстий при компенсации и при регистрации изменения вихретокового сигнала выбирают различными.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что диаметры отверстий в пластине выбирают из соотношений 3dП>dМ>dП, dБ>dМ+dП, где dМ, dБ и dП - диаметры меньшего отверстия, большего отверстия и внешний диаметр активной части рабочего торца вихретокового преобразователя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147230A RU2610350C1 (ru) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Способ вихретокового контроля |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147230A RU2610350C1 (ru) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Способ вихретокового контроля |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2610350C1 true RU2610350C1 (ru) | 2017-02-09 |
Family
ID=58457877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015147230A RU2610350C1 (ru) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | Способ вихретокового контроля |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2610350C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664867C1 (ru) * | 2017-11-21 | 2018-08-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" | Способ вихретокового контроля |
| CN110220970A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-10 | 兰州理工大学 | 一种基于涡流能量分布的涡流传感器性能评价方法 |
| RU2775659C1 (ru) * | 2021-07-14 | 2022-07-06 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ оценки глубины трещин на поверхности труб |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371462A (en) * | 1993-03-19 | 1994-12-06 | General Electric Company | Eddy current inspection method employing a probe array with test and reference data acquisition and signal processing |
| RU2273848C1 (ru) * | 2004-10-29 | 2006-04-10 | Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете Министерства образования Российской Федерации" (ГНУ "НИИ ИН при ТПУ") | Универсальный контрольный образец для дефектоскопии |
| EP1701157A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-13 | General Electric Company | Eddy current inspection method and system using multifrequency excitation and multifrequency phase analysis |
| US20100045276A1 (en) * | 2007-01-25 | 2010-02-25 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Eddy current inspection system |
| RU2526598C1 (ru) * | 2013-02-08 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Способ электромагнитного контроля полой детали типа лопатки газотурбинного двигателя |
-
2015
- 2015-11-03 RU RU2015147230A patent/RU2610350C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5371462A (en) * | 1993-03-19 | 1994-12-06 | General Electric Company | Eddy current inspection method employing a probe array with test and reference data acquisition and signal processing |
| RU2273848C1 (ru) * | 2004-10-29 | 2006-04-10 | Государственное научное учреждение "Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете Министерства образования Российской Федерации" (ГНУ "НИИ ИН при ТПУ") | Универсальный контрольный образец для дефектоскопии |
| EP1701157A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-13 | General Electric Company | Eddy current inspection method and system using multifrequency excitation and multifrequency phase analysis |
| US20100045276A1 (en) * | 2007-01-25 | 2010-02-25 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Eddy current inspection system |
| RU2526598C1 (ru) * | 2013-02-08 | 2014-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет приборостроения и информатики" | Способ электромагнитного контроля полой детали типа лопатки газотурбинного двигателя |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2664867C1 (ru) * | 2017-11-21 | 2018-08-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "МИРЭА-Российский технологический университет" | Способ вихретокового контроля |
| CN110220970A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-10 | 兰州理工大学 | 一种基于涡流能量分布的涡流传感器性能评价方法 |
| RU2775659C1 (ru) * | 2021-07-14 | 2022-07-06 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Способ оценки глубины трещин на поверхности труб |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2299399C2 (ru) | Определение профиля поверхности объекта | |
| EP2707705B1 (en) | Surface property inspection device and surface property inspection method | |
| Jarvis et al. | Current deflection NDE for the inspection and monitoring of pipes | |
| WO2019094173A1 (en) | Methods of using nondestructive material inspection systems | |
| Janousek et al. | Novel insight into swept frequency eddy-current non-destructive evaluation of material defects | |
| RU2610350C1 (ru) | Способ вихретокового контроля | |
| CN111344564A (zh) | 用于无损材料检查的方法和系统 | |
| RU2584726C1 (ru) | Способ измерения параметров трещин в немагнитных электропроводящих объектах | |
| JP5535296B2 (ja) | 渦流探傷試験用の試験片とこれを用いた渦流探傷試験方法及びその製作方法 | |
| JP2009036682A (ja) | 渦電流センサ、硬化層深さ検査装置及び硬化層深さ検査方法 | |
| Brauer et al. | Defect detection in conducting materials using eddy current testing techniques | |
| JP2003043016A (ja) | 非破壊き裂深さ判定法 | |
| CN108267502B (zh) | 硬化层深度的涡流检测系统及检测方法 | |
| RU2493561C1 (ru) | Вихретоково-магнитный способ дефектоскопии ферромагнитных объектов | |
| Ge et al. | New parameters for the ACFM inspection of different materials | |
| JP2017096678A (ja) | 被検査物の地際部分の減肉状態を検知するための渦流探傷プローブ及び渦流探傷プローブを用いた減肉検知方法 | |
| US10775347B2 (en) | Material inspection using eddy currents | |
| JP2021001814A (ja) | 非破壊検査方法及び非破壊検査装置 | |
| RU2664867C1 (ru) | Способ вихретокового контроля | |
| JP2019128161A (ja) | 解析方法、解析プログラム、および解析装置 | |
| Malikov et al. | Investigation of steel to dielectric transition using microminiature eddy-current converter | |
| Stubendekova et al. | Influence of selected defect parameter on response signals in swept frequency electromagnetic nondestructive testing | |
| Farrell et al. | Application of alternating current field measurement for determination of surface cracks and welds in steel structures at lift-off | |
| US20180164250A1 (en) | Eddy current probe and a method of using the same | |
| Kyrgiazoglou et al. | Simulation and experiments on the eddy current method to detect fatigue cracks in welds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201104 |