SU1140023A1

SU1140023A1 - Electrothermal flow detection method

Info

Publication number: SU1140023A1
Application number: SU833585536A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Головин; Виктор Абрамович Киперман; Юрий Ильич Тялин
Original assignee: Тамбовский Ордена "Знак Почета" Государственный Педагогический Институт; Тамбовский институт химического машиностроения
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1985-02-15

Abstract

ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ, заключающийс в нагреве издели путем пропускани через него импульса электрического тока, регистрации изменени температуры в трех точках поверхности издели и . определении.координат вершины трещины , отличающийс тем. что, с целью повышени точности, температуру в каждой из точек измер ют в два последовательных момента вре- / мени t,j и t2; после окончани действи импул ьса тока, а рассто ние от вершины трещины до точки измерени температуры определ ют по формуле 5-,2 i номер точки измерени темгде пературы ( 1,2,3); температура, измеренна в момент времени после окончани импульса тока; температура, измеренна в момент времени tj- после окончани импульса тока; Jt - . коэффициент температуропроводности материала контролируемого издели .ELECTROTHERMAL DEFECTOSCOPY METHOD, which consists in heating the product by passing an electric current pulse through it, recording the temperature change at three points of the product surface and. the definition of the crack tip, characterized by that. that, in order to increase accuracy, the temperature at each of the points is measured at two consecutive times of time t, j and t2; after the end of the current impulse effect, and the distance from the crack tip to the temperature measurement point is determined by the formula 5-, 2 i the number of the measurement point of the temperature (1,2,3); temperature measured at the time after the end of the current pulse; temperature measured at time tj- after the end of the current pulse; Jt -. coefficient of thermal diffusivity of the material of the controlled product.

Description

Изобретение относитс к контрол электропровод щих материалов и мож быть использовано в машиностроител ной, авиационной промьпиленности дл обнаружени дефектов и определени их координат. Известен электротермический способ дефектоскопии, основанный на нагреве издели путем пропускани через него электрического тока и регистрации временного распредел ни температуры поверхности издели из Однако указанный способ не позвол ет определить координаты дефек iTa. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс эле тротермический способ дефектоскопии заключающийс в пропускании тока че рез изделие, регистрации температу ры в трех точках его, поверхности,из мерении интервала времени А,| между окончанием импульса тока и моментом достижени температурой максимального значени в каждой из этих точек и определении положени верши ны трещины по точке пересечени сфе радиусы которых-н 1ход тс по формуле R; - б-эе , где 1- номер точ ки измерени (i 1,2,3);Эе - коэффициент температуропроводности материала контролируемого издели 21 Дл осуществлени способа необходимо производить непрерывныйконт роль за изменением температуры и фиксировать момент достижени ею максимального значени . Характер временной зависимости температуры от рассто ни между вершиной деффекта и датчиком Rj мен етс с уве личением, этого рассто ни . При это абсолютное значение максимума температуры уменьшаетс , а врем его достижени увеличиваетс . Кроме того , кривизна зависимости температуры от рассто ни вблизи максимума уменьшаетс (крива становитс более пологой). Это делает методически сложным (особенно на крупных образцах) точное определение момента достижени температурой максимального значени . Цель изобретени - повышение точ ности и упрощение определени координат дефекта. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно электротермичес ,кому способу дефектоскопии заклюг чающемус в нагреве издели путем пропускани через него импульса электрического тока, регистрации изменени температуры в трех точках поверхности издели и определении координат верщины трещины, в два произвольные последовательные моменты времени t(; и t2j после ни действи импульса тока изтемпературу в каждой из томерени , а рассто ние S от ы трещины до i-ой точки из температуры определ ют по е .( ..; ii fir: |.t2;-ti LT,,;j JJ номер точки измерени температуры; коэффициент температуропроводности ; температура в момент времени после окончани импульса тока; ; - температура в момент времени t, после окончани импульса. получени более точного зна , температуру измер ют мноо , а величину s; усредн ют. по снени сущности предлагапособа воспользуемс формупространени тепла от мгноточечного источника теплоc ,( - температура в рассматриваемой точке с координатами X , у , Z; - врем , отсчитываемое с момента окончани импульса тока; - введенное количество теплоты; K- объемна теплоемкость; 4HV +Z - рассто ние до рассматриваемой точки . от начала координат, где произошло локальное выделение тепла.. в одной и той же точке произмерение температуры в два льные последовательные моремени t и tg / то соответе значение температуры будет елив почленно уравнение нение (1), получаем 1.К(т,-г.1 Т, Нг) ; дл S имеем выражениеThe invention relates to the control of electrically conductive materials and can be used in machine building, aviation industry for detecting defects and determining their coordinates. The electrothermal method of flaw detection is known, based on heating the product by passing an electric current through it and registering a temporal distribution of the surface temperature of the product from. However, this method does not allow to determine the coordinates of iTa defect. The closest technical solution to the present invention is the electrothermal method of flaw detection, which consists in passing a current through the product, recording the temperature at its three points, surface, measuring the time interval A, | between the end of the current pulse and the moment when the temperature reaches the maximum value at each of these points and determining the position of the crack tip at the point of intersection of the sphere, the radii of which are calculated by the formula R; - b-ee, where 1 is the number of measurement points (i 1,2,3); Ee is the thermal diffusivity of the material of the monitored product 21 In order to implement the method, it is necessary to produce a continuous contact with the temperature change and record the time it reaches the maximum value. The character of the time dependence of temperature on the distance between the peak of the defect and the sensor Rj changes with an increase of this distance. When this absolute value of the maximum temperature decreases, the time to reach it increases. In addition, the curvature of the temperature versus distance near the maximum decreases (the curve becomes flatter). This makes it methodologically difficult (especially on large samples) to accurately determine when the temperature reaches its maximum value. The purpose of the invention is to improve the accuracy and simplify the determination of the coordinates of the defect. This goal is achieved by the fact that, according to electrothermal method, to whom a flaw detection method involves a product heating by passing an electric current pulse through it, registering a temperature change at three points of the product surface and determining the coordinates of the crack tip, at two arbitrary successive moments of time t (; and t2j after the action of a current pulse from the temperature in each of the tomerenia, and the distance S from the crack to the i-th point of the temperature is determined by e. (..; ii fir: | .t2; -ti LT ,,; j JJ number measuring points temperature; coefficient of thermal diffusivity; temperature at time after the end of the current pulse;; - temperature at time t, after the end of the pulse. Obtaining more accurate meaning, temperature is measured multiply, and the value of s; averaged explanation of the essence of the proposed method to use heat from the point-to-point source is heatc, (- temperature at the considered point with coordinates X, y, Z; - time counted from the moment of the end of the current pulse; - the amount of heat entered; K- volumetric heat capacity; 4HV + Z is the distance to the point in question. from the origin of coordinates, where local heat generation occurred .. at the same point, the temperature measurement in two consecutive times t and tg / then the corresponding temperature value will be based on equation (1), we get 1.K (t, -r .1 T, Ng); for S we have the expression

Способ может быть осуществлен следующим образом.The method can be carried out as follows.

Исследуемый образец подключают к генератору импульсов тока, на поверхности образца устанавливают три датчика температуры, например термопары. Пропускают через образец импульс тока, регистрируют в выбранных точках температуру дл двух произвольных последовательных моментов времени, определ ют рассто ние мeждV -ым датчиком и вершиной трещины по (3) , а координаты вершины трещины ( х, уд, ZQ) наход т из системы уравненийThe test sample is connected to a current pulse generator; three temperature sensors, such as thermocouples, are installed on the sample surface. A current pulse is passed through the sample, the temperature for two arbitrary consecutive time points is recorded at selected points, the distance is determined by the V sensor and the crack tip according to (3), and the coordinates of the crack tip (x, beats, ZQ) are found from the system of equations

bUrXolHy.-yof Zi-Zof, bUrXolHy.-yof Zi-Zof,

где X , у ,z - координаты точек,в котрых размещены датчики температуры.where X, y, z are the coordinates of the points where the temperature sensors are located.

Дл увеличени точности процесс измерени провод т дл нескольких моментов времени, а величину S; усредн ют ,To increase accuracy, the measurement process is carried out for several points in time, and the value of S; averaged

Измерени по данному способу не св заны с регистрацией максимума температуры. Помимо упрощени процедуры измерени это позвол ет увеличить оперативность контрол , дает возможность определ ть величину R; по нескольким измерени м температуры при однократном пропускании тока.The measurements in this method are not related to recording the maximum temperature. In addition to simplifying the measurement procedure, this makes it possible to increase the control efficiency, makes it possible to determine the value of R; by several temperature measurements with a single current passing.

Использование предлагаемого способа позвол ет упростить процеду1ру измерени и увеличить точность определени координат вершины трещины.. ,The use of the proposed method allows to simplify the measurement procedure and increase the accuracy of determining the coordinates of the crack tip.

Claims

ELECTROTHERMAL METHOD OF DEFECTOSCOPY, which consists in heating the product by passing an electric current pulse through it, registering temperature changes at three points on the surface of the product and. definition. the coordinate of the crack tip, characterized in that. that, in order to improve accuracy, the temperature at each point is measured in two consecutive moments of time; change t ;; and after the end of the current pulse, and the distance from the crack tip to the temperature measurement point is determined by the formula

-4. $, Where i is the number of the temperature measurement point (a = 1,2,3);

T ^ is the temperature measured at time t $, 'after the end of the current pulse;

T. - temperature measured at ¹ point in time t ₂ · after the end of the current pulse;

H-coefficient of thermal diffusivity of the material of the controlled product.