5 увлекательных фактов о вихретоковом контроле

Что нужно знать и учитывать факторы

Как компания, которая выполняет значительный объем работ со специальными металлами, Metal Cutting Corporation часто применяет вихретоковый контроль (ECT) для проверки материалов на наличие дефектов, таких как трещины или пустоты. Этот метод использует электромагнитную индукцию для обнаружения и определения характеристик дефектов на поверхности или под поверхностью проводящих материалов, включая металлы. Помимо обнаружения дефектов, процедура вихретокового контроля может использоваться для измерения толщины и электропроводности.

Ниже приведены 5 интересных фактов о вихретоковом контроле, которые нужно знать.

Вихретоковый контроль — это неразрушающий контроль

Вихретоковый контроль — важный метод неразрушающего контроля (НК) — один из методов, используемых в науке и промышленности для проведения проверок и измерений, чтобы убедиться, что:

• Конструкционные компоненты и системы работают надежно, безопасно и экономично.
• Само тестирование проводится таким образом, чтобы не повредить детали или материалы и не повлиять на их дальнейшее использование и функционирование.

На самом деле существует множество методов неразрушающего контроля, и постоянно разрабатываются новые. Самым простым методом является визуальный осмотр, который может означать просто осмотр детали на наличие видимых дефектов поверхности или использование оптических систем, управляемых компьютером, для обнаружения и измерения характеристик компонента.

Некоторые из технологий, используемых в неразрушающем контроле, знакомы, потому что они также используются в медицине, например, рентгенография (RT), которая использует гамма-излучение или рентгеновские лучи для поиска дефектов или внутренних особенностей. Другим примером является ультразвуковой контроль (УЗК), при котором используются высокочастотные звуковые волны для обнаружения дефектов или изменений свойств материала.

Магнитопорошковый контроль (МП) использует магнитное поле в ферромагнитном материале и напыление частиц железа для получения видимого индикатора поверхностных дефектов. Испытания на герметичность (LT) находят утечки в деталях, находящихся под давлением, с использованием различных методов, от электронных прослушивающих устройств до манометров и простых тестов с мыльным пузырем.

Другой метод — акустико-эмиссионное тестирование (АЭ), при котором дефекты выявляются путем обнаружения всплесков акустической энергии. Мы часто сталкиваемся с тестированием на утечку гелием, в котором используется второй по легкости элемент для поиска пути утечки, с использованием или без использования капиллярного контроля (PT), в котором используется видимый или флуоресцентный краситель.

При вихретоковом контроле — методе неразрушающего контроля, на котором мы сосредоточены здесь, в Metal Cutting — электрические токи (вихревые токи) генерируются в проводящем материале, подвергая его воздействию расширяющегося и сжимающегося магнитного поля. Силу этих вихревых токов можно измерить; дефекты или изменения в материале вызывают перебои в протекании тока, предупреждая нас о проблемах с тестируемым материалом или деталью.

Это критически важно в повседневной жизни

Хотя не все слышали о вихретоковом контроле и НК, эти методы затрагивают всю нашу жизнь, возможно, даже каждый день. Это связано с тем, что эти методы используются в самых разных отраслях — не в последнюю очередь там, где отказ компонентов может привести к огромным повреждениям и потерям.

Например, вихретоковый контроль используется для проверки труб и других конструкций в таких областях, как нефте- и газопроводы, ядерные реакторы, химическое производство и муниципальные системы водоснабжения. Портативное оборудование для вихретокового контроля используется для проверки на месте в полевых условиях, например, для поиска трещин в мостах и ​​компонентах самолетов от крыльев до шасси. Это делает электрошок, как и другие методы неразрушающего контроля, жизненно важными для общественной безопасности, помогая предотвратить катастрофические события, такие как прорывы трубопроводов, обрушения мостов и авиакатастрофы.

Даже в мире мелких деталей, таких как металлические компоненты, которые мы производим здесь, в Metal Cutting, вихретоковый контроль влияет на безопасность менее заметным, но все же критически важным образом. Например, мы используем этот метод для проверки уплотнений между стеклом и металлом в деталях очков ночного видения, которые в конечном итоге используются военнослужащими, которым они могут понадобиться спустя долгое время после изготовления и вдали от дома.

Для разных режимов существуют разные датчики

Оборудование для вихретокового контроля включает испытательные щупы различных форм, размеров и конфигураций. Эти датчики также имеют разные режимы работы в зависимости от того, как подключены тестовые катушки и как они взаимодействуют с тестовым образцом.

Например, датчик абсолютного измерения использует одну катушку для создания вихревых токов, обнаружения изменений в поле тока и получения показаний из одной точки на испытуемом образце. Дифференциальный датчик использует две катушки, чтобы обеспечить основу сравнения для обнаружения дефектов даже в материалах, которые могут иметь несоответствия; когда одна катушка находится над дефектом, а другая над хорошим материалом, создается дифференциальный сигнал. Существуют также режимы отражения и гибридного зондирования.

Переменный ток (AC) проходит через катушку или катушки для создания расширяющегося и сжимающегося магнитного поля внутри и вокруг катушки (катушек). Когда зонд расположен рядом с проводящим материалом — тестовым образцом — это изменяющееся магнитное поле создает вихревые токи внутри образца. Благодаря взаимодействию магнитного поля катушки и вихревых токов можно наблюдать и измерять изменения частоты, амплитуды, чувствительности, импеданса и других характеристик, свидетельствующих о наличии трещины, пустоты или других дефектов в исследуемом образце. /Р>

Многие факторы влияют на вихретоковый контроль

Помимо таких настроек, как частота, амплитуда, чувствительность и т. д., составляющих «рецепт» вихретокового контроля, необходимо учитывать и другие факторы — вещи, которые могут повлиять на прохождение вихревых токов, в том числе свойства вихретокового контроля. испытываемый материал или деталь. Некоторые из них полезны, в то время как другие могут потребовать изменения настроек или использования других методов для компенсации эффектов.

Очевидно, что электрическая проводимость тестируемого материала — или то, что мы можем представить как легкость, с которой электроны протекают в материале, — влияет на поток вихревых токов, которые он производит, как и магнитная проницаемость. Хотя измерение проницаемости может быть полезным при сортировке материалов, это свойство может создавать проблемы. Например, так называемый «шум», создаваемый изменениями проницаемости при контроле черных металлов, затрудняет использование вихретокового контроля сварных швов из углеродистой стали. Однако проблемы можно решить, используя магнитное насыщение, многочастотный контроль или дифференциальную катушку.

Говоря о шуме, фактический шум в помещении — это физический фактор окружающей среды, который может влиять на вихретоковый контроль. Однако шум часто можно отфильтровать, чтобы получить более четкий сигнал. Когда испытуемый образец представляет собой деталь с кромкой или резкими изменениями геометрии, на вихревых токах может возникать так называемый «краевой эффект»; размещение и балансировка преобразователя вблизи края и сканирование на этом расстоянии могут избежать этого эффекта. Точно так же образец со сложной геометрией может создавать ложные сигналы, вызванные изменениями геометрии, а не дефектом самого материала.

Еще одним важным соображением является коэффициент заполнения катушки, который используется для определения того, сколько места проверяемая трубка или стержень должны занимать внутри контрольной катушки. Определив правильный зазор между катушкой и испытуемым образцом, вы можете убедиться, что образец сможет свободно перемещаться во время сканирования, а также убедитесь, что катушка находится достаточно близко к образцу, чтобы генерировать вихревые токи, и правильно выполнить проверку.

Частота переменного тока, проходящего через катушку для вихретокового контроля, влияет на глубину проникновения поля вихревых токов в испытуемый материал; с увеличением глубины в материале уменьшается интенсивность течения вихревых токов. Глубина трещины не может быть точно измерена с помощью вихретокового контроля, и этот метод также не позволяет обнаружить дефекты, такие как расслоения, которые проходят параллельно потоку вихревых токов. Однако будут обнаружены трещины, несплавления сварных швов и другие плоские неоднородности, перпендикулярные потоку вихревых токов.

Металлорежущий специалист в области ECT

Здесь, в Metal Cutting, мы часто используем процедуру вихретокового контроля для проверки вольфрамовых и молибденовых стержней и других металлических деталей на наличие потенциальных проблем, таких как растрескивание, точечная коррозия и изломы. Мы также используем ECT для поиска поверхностных дефектов в круглых стержнях, плоских лентах и ​​капиллярных трубках, используемых в уплотнениях стекло-металл. (Подробнее об этом можно прочитать в нашем блоге Проблемы с уплотнением стекло-металл в электронике. .)

Независимо от того, приобрели ли мы материал от имени клиента или заказчик предоставил нам материал для обработки, мы беседуем с поставщиком или заказчиком, чтобы выяснить, какие настройки они используют на своем собственном оборудовании для вихретоковых испытаний. Это позволяет нам создать наш общий, общий рецепт для успешного ECT, корректируя настройки по мере необходимости, используя либо абсолютные, либо дифференциальные измерения, и выбирая из множества размеров катушек и вариантов инструментов. При пропускании стержней через катушку ECT мы также обращаем пристальное внимание на коэффициент заполнения и используем втулку, чтобы расположить стержень так, чтобы он располагался по центру внутри, но никогда не касался катушки.

Кроме того, мы часто ищем эталонный образец в качестве основы для сравнения, особенно когда мы проверяем внутренние дефекты, которые не видны. Эталонный образец позволяет нам проверить, можем ли мы найти дефекты, которые будем искать, используя наши установленные настройки ECT. Используя образец с известным дефектом, мы можем скорректировать настройки нашего оборудования, чтобы найти этот конкретный подтвержденный дефект.

Может быть трудно найти хороший эталонный образец. В конце концов, вы не хотите разрезать образец, чтобы проверить наличие внутреннего дефекта, и таким образом уничтожить образец для любого будущего использования ЭШТ. Тем не менее, мы можем использовать образец, который, по мнению нашего поставщика или клиента, имеет подповерхностный дефект, основанный на их тестировании и подтвержденный предыдущей неудачной проверкой ECT. Что касается внешних дефектов, мы можем работать с поставщиком или покупателем, чтобы попытаться создать определенный дефект поверхности на детали, а затем мы оба можем использовать его в качестве эталонного образца.