Вихретоковый способ определения размеров дефектов

Вихретоковый способ определения размеров дефектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и)926580

Союз Советски к

Социвпистическнв

Рвс убл (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 04.08.80 (21) 2972521/25-28 с присоединением заявки И— (23) П риоритет (5I)M. Кл.

G 01 М 27/90

3ЬвударатввавМ каматвт

CCCP вв дввам язааретвнвв в атврытвв

Опубликовано 07 ° 05-82, Бюллетень М 17 (5З) УДK620.179.. .14(088. 8}

Дата опубликования описания 07.05.82 (72) Авторы изобретения

А.Я.Тетерко и В.Н.Учанин

1

t

Специальное конструкторско-технологическое бЮРо----- ., > физико" механического института АН Украинской ССР, (7I) Заявитель (54) ВИХРЕТОКОВЫй СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ

Изобретение относится к неразру= шающему контролю вихретоковым методом неферромагнитных материалов и изделий, и может быть использовано для выявления и определения размеров дефектов во всех отраслях машинострое5 ния. Известен вихретоковый способ дефект; тоскопии, заключающийся в том, что измеряемый сигнал, пропорциональный

1О составляющим поля дефекта, представляют в виде вектора в комплексной плоскости на экране электронно-лучевой трубки, наблюдают в процессе сканирования над дефектом газограф изме15 ряемого сигнала, а по длине и наклону прямолинейного участка определя, ют параметры дефекта и глубину залегания (1j ..

Недостатком этого способа является его сложность, связанная с необходимостью представления измеряемого сигнала в комплексной плоскости на ,экране электронно лучевой трубки, а также низкая производительность и точность, связанные с применением диаграммы и использованием интерполяции.

Ближайшим по техническому сущест ву к изобретению является вихретоко" вый способ определения размеров дефектов, при котором возбуждают в контролируемом изделии вихревые токи, выделяют в результирующем электромагнитном поле составляющие поля дефекта, измеряют их амплитуду А и фазу Ч, составляют экспериментальные диаграммы, по которым судят о наличии и размерах дефекта (2).

Недостатками известного способа являются низкая производительность, вызванная невозможностью непосредственного отсчета параметров дефектов, необходимостью измерения двух параметров сигнала(амплитуды и фазы) и применения диаграмм даже в случае измерения только одного параметра дефекта - величины дефекта, а также

926580 низкая точность контроля, связанная с необходимостью применения интерполяции в случае, когда точка, соответствующая измеренным параметрам контролируемого сигнала, не попадает в узлы диаграммы.

Цель изобретения - повышение производительности и точности определения размеров выявленных поверхностных и подповерхностных дефектов. 1О

Поставленная цель достигает.ся тем, что в вихретоковом способе определения размеров дефектов, при котором возбуждают в котролируемом иэделии вихревые токи, выделяют в результи- 15 рующем электромагнитном поле составляющие поля дефекта, измеряют их амплитуду А и фазу Lp, по которым судят о размерах дефекта, предвари" тельно измеряют амплитуды сигналов щ поверхностного А и подповерхностного А1 дефектов одного размера при различных глубинах залегания, разность фаэ М между сигналами, обусловленными указанными дефектами, и on- И ределяют коэффициент а из соотношения р o Ab в процессе контпс =

pl% роля определяют произведение амплитуды А контролируемого сигнала на величину, равную а, и о размерах дефектов судят по полученному произведению.

На фиг. 1 в комплексной плоскости представлены зависимости вертикальной составляющей поля дефекта (типа включений} от глубины залегания h и диаметра. включений в пластине из неферромагнитного металла; на фиг, 2зависимость амплитуды преобразованного сигнала А = А ° а от диаметЧ ра 0 включений при различной глубине залегания h, x-h=0, Ф- h=0,5, ь-h=1,0; О-h=1,5 мм.

Зависимость, представленная на фиг. 1, получена экспериментально на образцах из алюминиевого сплава

АМГ-6 на рабочей частоте 1600 Гц.

Результаты измерений отнесены к значению контролируемого сигнала для включения с диаметром 0 = 2,5 мм при h = О. Зависимость, приведенная на фиг. I, показывает, что увеличение глубины залегания дефекта одного и того же диаметра приводит к умейьшению амплитуды поля дефекта и увеличению запаздывания по фазе. Рассмотрим пример определения параметра а

4 в случае предлагаемого способа для выявления и определения размеров дефектов (типа включений) в листах из алюминиевого сплава AMC-6 на рабочей частоте .1600 Гц. Для каждой точки диаграммы, соответствующей дефектам с h 0, найдем значение постоянной а, при котором справедливо (для данной точки) соотношение

Ap = A >. а, ® где А - значение амплитуды сигнала от поверхностного дефекта,"

A1, - значение амплитуды сигнала от подповерхностного " .. дефекта с тем же значением диаметра D; разница фаэ сигнала от подповерхностного и поверхностносо дефектов.

Среднее значение постоянных а, найденных для каждого узла диаграммы (фиг. 1), составляет 15, 8. Осуществим теперь преобразование значения амплитуды сигнала от подповерхностного дефекта (фиг. 1) умножением на величину 15,8 где = О при Ь=О, =0 14 при h=О 5 мм

V= 0,28 при h = 1,0 мм

1=042 при h=15 мм

Значения Ч также определены из фиг. 1. Таким образом получена

©зависимость значений преобразованных амплитуд А от размера включений О при различных значениях глубины залегания h (фиг. 2), которую используют при реализации предлагаемого способа конкретно для случая контроля иэделий из сплава АМГ-6 на частоте 1600 Гц. Значение а в этом случае равно 15,8. В случае контроля материалов заданной электропроводности, на заданной рабочей частоте и с заданным типом преобразователя значение а определяется из аналоговых экспериментральных диаграмм. Ha фиг. 1 видно, что значения А зависят только от размеров включений и практически не зависят от глубины залегания дефекта.

При осуществлении способа возбуждают в контролируемом изделии вихревые токи, выделяют в результирующем электромагнитном поле составляющие поля дефекта и определяют их амплитуду и фазу.

С помощью контрольных образцов с дефектами одного размера и разной

5 92658 глубиной залегания, определяют. амплитуду сигналов поверхностного А и подповерхностного А дефектов, разность фаз 4 между указанными дефектами и определяют коэффициент а 5 . из соотношения

ОПа " "Î/" 1 (%

Затем определяют произведение амплитуды контролируемого сигнала на вели о чину а, где Ч вЂ” разность фаэ поверхностного и подповерхностного де, фектов, и по полученному произведению судят о размерах поверхностного или подповерхностного дефекта; на15 пример по диаграмме, определяющей зависимость амплитуды сигнала поверхностного дефекта от его размера.

Способ определения размеров дефектов позволяет повысить производитель-2в ность за счет упрощения методики контроля, точность контроля. — за счет исключения иэ методики определения размеров дефектов операции интерполирования, Кроме того, он может быть реализован программным способом с применением ЭВМ или в автономном устрой,стве с применением микропроцессоров.

3О формула изобретения .Вихретоковый способ определения размеров дефектов, при котором воз0 .6 буждают в контролируемом изделии вихревые токи, выделяют в результирующем электромагнитном поле составляющие поля дефекта, измеряют их амплитуду А и фазу Ч, по которым судят о наличии и размерах дефекта, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и точности определения размеров дефектов, предварительно измеряют амплитуды сигналов поверхностного Ао и подповерхностного А1, дефектов одного размера при различных глубинах залегания,разность фаз P между сигналами, .обусловленными указанными дефектами, и определяют коэффициент а из соотношения g с, < оl И, в про/А ц>% цессе контроля определяют произведение амплитуды А контролируемого сигнала на величину, равную, и о

Ч размерах дефекта судят по полученному прои эведению.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство CCСР

N 190049, . С 01 Н 27/86, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

4Г" 117799007700, кл. G Ol М 27/86, 1966 (прототип).

926580

Составитель A. Бодров

Техред M. Надь Корректор О. Билак

Редактор Л.Филь

Филиал ППП ".Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 2976/38 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5