|
Вихретоковые средства дефектоскопии в основном используются для выявления дефектов сплошности под слоем диэлектрика (рабочий зазор) или слоя металла (подповерхностные дефекты) не более 1...2 мм. При необходимости выявления дефектов более удаленных от рабочего торца вихретокового преобразователя (ВТП) идут на увеличение его активной площади и мощности в возбуждающей системе ВТП. Это приводит к уменьшению чувствительности ВТП к поверхностным дефектам, увеличению массы и габаритов электронного блока. В ряде случаев, из-за этого, приходится менять ВТП и дважды сканировать поверхность контролируемого объекта. Подобная ситуация возникает, например, при дефектоскопии обшивки планера, так как здесь стоит задача одновременного выявления коррозионных поражений и поверхностных трещин. В качестве другого примера можно привести задачу контроля вертолетных лопастей под слоем диэлектрика с переменной толщиной от 0,3 мм до 7 мм.
При разработке дефектоскопа "Эксперт ВД-95Р" ставилась задача обеспечить равновероятное выявление мелких поверхностных трещин и более грубых трещин под слоем диэлектрика или металла. Поставленная задача была решена за счет применения принципиально нового универсального ВТП. Принцип его действия заключается в создании двух взаимно уравновешенных систем вторичных электромагнитных полей, воздействующих на систему измерительных катушек. При взаимодействии с поверхностными точечными дефектами считываются искажения вторичного электромагнитного поля под влиянием деформации контуров вихревого тока, которые затухают на расстоянии Z = (5...10)*h, где h - глубина дефекта. При взаимодействии с длинными поверхностными трещинами или с объемными подповерхностными - происходит смещение контуров вихревых токов, что приводит к нарушению равновесия их электромагнитного взаимодействия с измерительной системой ВТП.
Построенный в соответствии с данным принципом ВТП не реагирует на изменение электромагнитных свойств металла, плавное изменение его толщины и вариацию рабочего зазора. При этом обеспечивается выявление мелких поверхностных дефектов в полосе сканирования 10 мм при одновременном выявлении подповерхностных дефектов. Универсальный ВТП имеет рабочий торец 12х35 мм, защищенный пластиной из нержавеющей стали и может работать в диапазоне частот от 200 Гц до 100 кГц.
Для контроля сложнопрофильных участков, например, галтельных переходов дефектоскоп комплектуется и ВТП карандашного типа с ферритовым стержнем, имеющим полукруглую форму рабочего торца и защиту от истирания.
Электронный блок вихретокового дефектоскопа "Эксперт ВД-95Р"обеспечивает работу при амплитудной или амплитудно-фазовой обработке и имеет систему автокомпенсации. Амплитудно-фазовая система обработки позволяет отстраиваться от влияния вариации неконтролируемых параметров, например, перекосов универсального ВТП, что необходимо при контроле неровных поверхностей. Амплитудно-фазовая обработка позволяет также обеспечить селективную чувствительности к заданному типу дефектов, например, не реагировать на риски, царапины и выбоины на поверхности при выявлении подповерхностных дефектов.
Система автокомпенсации необходима для установки нуля перед контролем в статическом режиме, когда регистрируемые сигналы не зависят от скорости сканирования. Кроме того в дефектоскопе предусмотрен и динамический режим работы, который позволяет эффективно отстраиваться, например, от непрерывного изменения магнитных свойств стальных объектов при сканировании их поверхности. За счет селективных свойств самого ВТП довольно часто проблем с подавлением влияния неконтролируемых параметров не возникает. В этом случае целесообразно использовать амплитудный режим, не требующий настройки прибора перед контролем.
|
|
Дефектоскоп в настоящее время показал свою эффективность применительно к задачам контроля в авиации - для контроля обшивки планера и других элементов, в энергетике — для контроля лопаток турбин и трубопроводов, в железнодорожном транспорте — для выявления закалочных трещин после термообработки поверхностей качения колесных пар и в ряде других отраслей. С помощью дефектоскопа "Эксперт ВД-95Р" удалось решить ряд задач дефектоскопии, не решаемых другими средствами. В качестве примера можно привести задачу выявления межлистовой коррозии в обшивке планера. Уникальность задачи состоит в необходимости выявления коррозионных поражений при вариации расстояния между листами обшивки,соединенной заклепками. Наличие заклепок не позволяет увеличивать размеры традиционных ВТП, для обеспечения требуемой глубины контроля, а вариация зазора между листами приводит к ложным срабатываниям при использовании известных средств вихретоковой дефектоскопии.
Дефектоскоп "Эксперт ВД-95Р" имеет следующие технические характеристики при подключении универсального ВТП:
— минимальные размеры выявляемого дефекта при отсутствии зазора Z между рабочим торцом электромагнитного преобразователя и поверхностью контролируемого участка глубина - 0,15 мм, длина - 2 мм, ширина - 0,1 мм;
— минимальные размеры выявляемого дефекта при зазоре Z < 8 мм: глубина - Z/5 , длина - Z /3+ 2 мм, ширина - 0,1 мм;
— глубина выявляемых коррозионных поражений в конструкциях из алюминиевых сплавов толщиной Т < 5 мм: выявляются коррозионные поражения с противоположной стороны листа при их глубине более 0,2Т и диаметре более 0,5Т;
— ширина зоны контроля - 9 мм.
Дефектоскоп оснащен звуковой сигнализацией дефекта, световой и стрелочным индикатором.
Питание дефектоскопа:
— от аккумулятора типа 7Д-0,125Д, номинальное напряжение 8,4 В. От батареи типа "Корунд", "Varta" или аналогичных им;
— ток, потребляемый дефектоскопом, не более 10 мА;
Габаритные размеры электронного блока 200х100х40 мм.
Достигнутый уровень разработки показался привлекательным для западных и американских авиационных фирм, так как в настоящее время дефектоскоп "Эксперт ВД-95Р" является единственным, сочетающим простоту настройки, габариты и цену портативных приборов с функциональными возможностями достаточно сложных в настройке и эксплуатации стационарных дефектоскопов.
П.Н. Шкатов, В.Е. Шатерников, В.О. Арбузов, Г.А. Дидин
|
Приборы, ВТП и емкостные датчики
