SU1293620A1

SU1293620A1 - Method of electromagnetic flaw detection of ferromagnetic objects

Info

Publication number: SU1293620A1
Application number: SU853960787A
Authority: SU
Inventors: Петр Николаевич Шкатов; Борис Наумович Домашевский; Владимир Константинович Колыхалов
Original assignee: Всесоюзный заочный машиностроительный институт
Priority date: 1985-10-08
Filing date: 1985-10-08
Publication date: 1987-02-28

Abstract

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл оценки параметров поверхностных и подповерхностных трещин в ферромагнитных материалах, издели х и полуфабрикатах. Цель изобретени - повышение информативности дефектоскопии за счет оценки параметров трещины . Дл этого намагничивают контролируемый участок объекта неизменным по величине магнитным потоком с варьируемой частотой. По электропрово tsD СО СО О) ю ipur.lThe invention relates to non-destructive testing and can be used to estimate the parameters of surface and subsurface cracks in ferromagnetic materials, products and semi-finished products. The purpose of the invention is to increase the information content of the flaw detection by estimating the crack parameters. For this purpose, the controlled part of the object is magnetized with a constant magnetic flux with a variable frequency. Electrically tsD CO WITH O) ipur.l

Description

д щим штангам 2 и 3 пропускают переменный ток, намагничива контрольный образец 7 и контролируемый объект 8. Величину, пропорциональную магнитному потоку в зоне контрол , измер ют с помощью измерительной обмотки 9. Изме) ют частоту источника 1 перемен1The alternating current is passed through to the rods 2 and 3, magnetizing the control sample 7 and the object under monitoring 8. A value proportional to the magnetic flux in the control zone is measured using the measuring winding 9. The frequency of the source 1 is changed.

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано дл оценки параметров подповерхностных трещин в ферромагнитных электропровод щих объектах.The invention relates to non-destructive testing and can be used to estimate the parameters of subsurface cracks in ferromagnetic electrically conductive objects.

Цепь изобретени - повышение информативности дефектоскопии за счет оценки параметров трещины.The chain of the invention is to increase the information content of the flaw detection by estimating the parameters of the crack.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл осуществлени предлагаемого способа; на фиг. 2 - распределение магнитной индукции в зоне контрол дл р да частотJ на фиг. 3 - зависимость регулируемой частоты от глубин залегани и глубины трещины; на фиг. 4 - зависимость глубины трещины и глубины залегани от отношени и,/и при k 3,3.FIG. 1 shows a diagram of an apparatus for carrying out the proposed method; in fig. 2 shows the distribution of magnetic induction in the control zone for a number of frequencies in FIG. 3 - dependence of the controlled frequency on the depth and crack depth; in fig. 4 shows the dependence of the crack depth and depth on the ratio and, / and at k 3.3.

Схема устройства дл варианта с циркул рным намагничиванием контролируемого объекта состоит из источника 1 переменного тока, выполненного с возможностью регулировки величины и частоты тока, электропровод щих штанг 2 и,3, соединенных последовательно и подключенных к выходу источника 1 переменного тока, последовательно соединенных измерительного преобразовател 4, электронного блока 5 и индикатора 6, контрольного образца 7 идентичного контролируемому объекту 8, измерительной обмотки 9, намотанной на контрольном образце 7, как на торроидальном сердечнике , усилител 10 с коэффициентомThe device diagram for the variant with circular magnetization of the object to be monitored consists of an alternating current source 1 configured to adjust the magnitude and frequency of the current, electrically conductive rods 2 and 3 connected in series and connected to the output of the alternating current source 1 serially connected to the measuring transducer 4 , the electronic unit 5 and the indicator 6, the control sample 7 identical to the monitored object 8, the measuring winding 9, wound on the control sample 7, as on the torro ideal core, amplifier 10 with a factor

усилени , обратно пропорциональным частоте сигнала, индикатора 11, подключенного через усилитель 10 к выходу измерительной обмотки 9, частотомера 12, также подключенного к выходу 40 измерительной обмотки 9. Электропровод щие штанги 2 Vi 3 размещаютс в полост х контролируемого объекта 8 иamplification, inversely proportional to the frequency of the signal, the indicator 11 connected through the amplifier 10 to the output of the measuring winding 9, the frequency meter 12, also connected to the output 40 of the measuring winding 9. The electrically conductive rods 2 Vi 3 are placed in the cavities of the object under test 8 and

ного тока, поддержива неизменным величину -магнитного потока в зоне контрол . Фиксируют частоту, на которой измерительный преобразователь 4 имеет наибольший сигнал и по этой частоте оценивают параметры трещины. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.current, keeping unchanged the magnitude of the magnetic flux in the control zone. The frequency at which the measuring transducer 4 has the largest signal is recorded and the parameters of the crack are estimated from this frequency. 1 h. the item of f-ly, 4 ill.

5five

00

5five

00

5five

0 0

контрольного образца 7 соответственно и фиксируютс по их ос м с помощью диэлектрических справок 13-16.control sample 7, respectively, and fixed on their axis using dielectric references 13-16.

Способ осуществл ют следующим образом.The method is carried out as follows.

По электропровод щим штангам 2 и 3 пропускают переменный ток, задаваемый источником 1 переменного тока, и создают тем самым магнитный поток Ф в контролируемом объекте 8. В данном случае магнитный поток Ф, и магнитный поток Фу. через сечение контролируемого объекта в зоне контрол имеют одинаковое распределение. Величину , пропорциональную Ф измер ют с помощью индикатора 11, так как напр жение на обмйтке 9 определ етс выражением U 4,44 Ф,, fW, а коэффициент усилени усилител 10 обратно пропорционгшен частоте f. Размещают над контролируемым участком объекта 8 измерительный преобразователь 4 и измер ют воздействие на него магнитного потока рассе ни с помощью электронного блока 5 и индикатора 6. В качестве измерительного преобразовател 4 целесообразно использовать феррозондовый преобразователь- градиентомер, а электронный блок представл ет собой феррозондовый дефектоскоп типа МФД-4К. При наличии воздействи магнитного потока рассе ни , регистрируемого индикатором 6, регулируют частоту f источника 1 переменного тока. Синхронно с изменением частоты f магнитного потока Ф регулируют его величину путем изменени тока источника 1 переменного тока, поддержива неизменным величину магнитного потока Ф. Изменени Ф PJ определ ют по показани м индикатора 11. В процессе изменени частоты f регистрируют максимальное во действие U магнитных потоков рассе ни на.измерительный преобразователь 4 и по частотомеру 12 определ ют соответствующую максимальному воздействию U частоту f. Затем (при тех же услови х контрол ) измен ют частоту „,. в k раз и измер ют новое воздействие U. Полученна величина f, позвол ет определить возможные сочетани глубины залегани и глубины трещины, а вычисленное отношение U,/U, дополнительно определ ют из этого множества единственное значение глубины залегани и глубины трещины.Alternating current, set by the alternating current source 1, is passed through the electrically conducting rods 2 and 3, thereby creating a magnetic flux Φ in the controlled object 8. In this case, the magnetic flux Φ and the magnetic flux Fu. through the cross section of the controlled object in the control zone have the same distribution. A value proportional to Φ is measured by means of indicator 11, since the voltage on the winding 9 is determined by the expression U 4.44 ,, f, fW, and the gain of the amplifier 10 is inversely proportional to the frequency f. A transducer 4 is placed above the controlled area of object 8 and the influence of the magnetic flux of the scattering is measured with the aid of the electronic unit 5 and the indicator 6. As the measuring transducer 4, it is advisable to use a fluxgate transducer-gradiometer, and the electronic unit is a fluxon detector of the type MFD -4K. If there is exposure to the magnetic flux of the scattering detected by the indicator 6, the frequency f of the alternating current source 1 is adjusted. Synchronously with a change in the frequency f of the magnetic flux Φ, its value is adjusted by changing the current of the alternating current source 1, keeping the magnitude of the magnetic flux unchanged F. The changes in Φ PJ are determined by the indications of indicator 11. In the process of changing the frequency f, the maximum U of the magnetic flux of the scattered flux is recorded The measuring transducer 4 and the frequency meter 12 determine the frequency f corresponding to the maximum effect U. Then (under the same control conditions) the frequency is changed. the new impact U is measured by a factor of k. The obtained value of f allows us to determine possible combinations of the depth and the depth of the crack, and the calculated ratio U, / U additionally determines from this set the only value of the depth and the depth of the crack.

Достигаемый результат можно .объ снить следующим образом.The achieved result can be explained as follows.

При изменении частоты f магнитного потока Фд его величина и распределение под воздействием поверхностного эффекта, св занного с вихревыми токами, измен етс . Однако с помощью введенной регулировки (по услови м контрол ) величина Ф остаетс посто нной . Поэтому при увеличении частоты f часть магнитного потока Ф), из нижних слоев переходит в верхние. При этом (по мере увеличени частоты ширина нижних слоев непрерывно растет , а верхних уменьшаетс . Очевидно что при прочих равных услови х воздействие трещины тем больше, чем больще перераспредел емый ею магнитный поток. Тогда максимальное воздействие магнитных потоков рассе ни на измерительный преобразователь 4 будет иметь место в тот момент, когда граница раздела верхних и нижних слоев будет находитьс в районе нижней границы трещины. При дальнейшем увеличении частоты f граница раздела слоев достигнет верхней границы трещины, после чего перераспредел емый магнитный поток может только уменьшатьс . Изложенное по сн етс фиг. 2, где показано ра1спределение магнитной индукции В в сечении трубы дл р да частот. Таким образом, при изменении частоты f магнитные потоки рассе ни имеют строго определенный максимум, определ емый только глубиной , залегани и глубиной трещины независимо от ее длины. На фиг. 3 изображены зависимости глубины и глубины залегани трещины от обобще н ного параметра х Тт| (uG- 2 iTf , где(5 - удельна электропроводность контролируемого объекта 8; U. - его магнит 936204When the frequency f of the magnetic flux Fd varies, its magnitude and distribution under the influence of the surface effect associated with eddy currents changes. However, with the help of the introduced adjustment (according to the control conditions), the value of F remains constant. Therefore, as the frequency f increases, a part of the magnetic flux Φ) goes from the lower layers to the upper layers. At the same time (as the frequency increases, the width of the lower layers continuously grows, and the upper one decreases. It is obvious that, other things being equal, the effect of the crack is greater, the larger the magnetic flux redistributed by it. Then the maximum effect of the magnetic flux on the transducer 4 will have place at the moment when the boundary between the upper and lower layers is located near the lower boundary of the crack. With a further increase in the frequency f, the boundary between the layers reaches the upper boundary of the crack, The redistributable magnetic flux can only be reduced. The above is illustrated in Fig. 2, which shows the distribution of the magnetic induction B in the pipe section for a number of frequencies. Thus, when the frequency f is changed, the magnetic fluxes of scattering have a strictly defined maximum defined by Only the depth, depth and depth of the crack, regardless of its length, Fig. 3 shows the depth and depth of the crack as a function of the generalized parameter x Tm | (uG- 2 iTf, where (5 is the specific conductivity of the object under control 8; U. is its magnet 936204

на проницаемость; Т - толщина стенки . Как видно из этих зависимостей одному значению х соответствует множество сочетаний глубины h залегани 5 и глубины 5 трещины. Это уже позвол ет получить важные оценки параметров трещины. Вместе с тем (с помощью дополнительной информации) можно определить эти параметры раздельно. Дл fO этого лучше всего использовать информативный параметр, не св занный с абсолютной величиной какого-либо воздействи потоков рассе ни , так как она зависит от многих факторов.permeability; T is the wall thickness. As can be seen from these dependencies, the same value of x corresponds to a multitude of combinations of depth h of the depth 5 and depth 5 of the crack. This already provides important estimates of crack parameters. However, (using additional information), you can define these parameters separately. For this purpose, it is best to use an informative parameter that is not related to the absolute value of any effect of the scattering fluxes, since it depends on many factors.

5 в качестве такого параметра и используетс отношение двух сигналов и,/и, фиксируемых индикатором 6 при частотах k и f соответственно. На фиг. 4 представлена зависимость5, the ratio of two signals and, / and, fixed by indicator 6 at frequencies k and f, respectively, is used as such a parameter. FIG. 4 shows the dependence

20 глубины и глубины залегани трещины от величины указанного отношени .20 the depth and depth of the crack, based on the value of said ratio.

Предлагаемый способ электромагнитной дефектоскопии ферромагнитных объектов позвол ет оценивать глубинуThe proposed electromagnetic flaw detection method for ferromagnetic objects makes it possible to estimate the depth

2-5 и глубину залегани трещины по параметрам , не завис щим от ее длины.и слабо чувствительным к конструктивным параметрам измерительного преобразовател и его положению относи30 тельно контролируемого объекта. Это определ ет возможность реальной оценки параметров дефектов по единой методике независимо от конкретных средств измерени .2-5 and the depth of the crack in terms of parameters independent of its length and weakly sensitive to the design parameters of the measuring transducer and its position relative to the object being monitored. This determines the possibility of a real assessment of the parameters of defects using a uniform methodology, regardless of the specific means of measurement.

3535

00

Claims

1. The method of electromagnetic flaw detection of ferromagnetic objects.

that is, by means of a magnetization system, a variable magnetic flux Φ is excited in the object, a measuring transducer is placed above the monitored part of the object, the effect of the magnetic flux on the scattering is measured on it, and a defect is detected in it, in which in order to increase the information content

0, by evaluating the crack parameters, the value proportional to the magnetic flux Φ passing through the section of the test object in the area of the monitored section is measured, the frequency f of the magnetic flux Φ is changed synchronously with the change in f by adjusting the magnetization value F ,, depending on the condition flow immutability

five

1293620

F, record the maximum effect outside and the magnetic flux scattered on the output signal of the converter and at the corresponding U frequency f, possible combinations of the depth of the crack and its depth are determined.

2. The method according to p. 1, about tl and h and u and with the fact that set the frequency

fkf, where k is the proportionality coefficient, synchronously changing the value of Ф, to achieve the same flux FC, measure the new impact and, by the ratio ρ and / / and, as well as by the value 1, determine the depth of the crack and its depth .

FIG. 2

Hon

0.01 ohm °, ° 0 1 Fi.H

l} (fm} U (Kfm

: to / ff

7.0 6.0 5.0 l, Q

3.0 W W

A. Revin

0.1 0.2 0.3 Q.H 0

1 +

Compiled by I. Rekunova Tehred V. Kadar

Corr

Order 379/48

Circulation 777

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Proofreader N. King

Subscription