Спосіб вихрострумової дефектоскопії

Изобретение относится к методам неразрушающе го контроля и может быть использовано в машиностроительной и металлургической промышленности для контроля электропроводящих изделий протяженной формы, например, капиллярных тр уб. Известен способ вихретоковой дефектоскопии электропроводящих изделий протяженной формы, основанный на возбуждении в изделии продольного электромагнитного поля и сравнении амплитуднофазовых параметров напряжений, вызванных полем вихревых токов от двух соседних участков изделия в плоскостях, перпендикулярных продольной оси изделия [1]. Этот способ обладает низкой точностью контроля, т.к. при его использовании наряду с крупными дефектами типа нарушения сплошности будут выявляться и различные мешающие параметры контролируемого изделия, такие как изменение наружного диаметра, изменение электропроводности материала изделия, которые не являются браковочными признаками. Известен также способ вихретоковой дефектоскопии, заключающийся в том, что в продольно перемещающемся со скоростью V (м/сек) цилиндрическом изделии возбуждают продольное электромагнитное поле. размещают на базовом расстоянии Η (м) у поверхности изделия вдоль направления перемещения две измерительные катушки индуктивности, плоскости витков которых перпендикулярны направлению возбуждающего электромагнитного поля, получают разностное напряжение катушек индуктивности и используют его при определении наличия дефектов в изделии [2]. Точность контроля данного способа невелика, т.к. имеет место зависимость выявляемости дефектов от величины скорости перемещения контролируемого изделия. Так, только при перемещении изделия с большой скоростью возможна модуляционная обработка сигнала, позволяющая надежно выявлять дефекты изделия. Однако. в ряде случаев при вихретоковом контроле нельзя увеличить скорость перемещения контролируемого изделия через преобразователь из-за низкой продольной устойчивости этого изделия. К таким изделиям относятся, например, капиллярные трубы диаметром менее 2 мм и длиной более 1 м. Задачей данного изобретения является создание способа вихретоковой дефектоскопии, обеспечивающего повышение точности контроля за счет уменьшения влияния скорости перемещения изделия. Эта задача решена тем, что в способе вихретоковой дефектоскопии, заключающемся в том, что в продольно перемещающемся со скоростью V (м/с) цилиндрическом изделии возбуждают продольное электромагнитное поле, размещают на базовом расстоянии Н(м) у поверхности изделия вдоль направления перемещения две измерительные катушки индуктивности, плоскости витков которых перпендикулярны направлению возбуждающего электромагнитного поля, получают разностное напряжение катушки индуктивности и используют его при определении наличия дефектов в изделии, согласно изобретению, две дополнительные измерительные катушки индуктивности, идентичные первым, размещают на базовом расстоянии у поверхности изделия таким образом, что одна из дополнительных катушек расположена посередине между основными измерительными катушками, получают разностной напряжение дополнительных катушек, коммутируют разностные напряжения с частотой Ρ (Гц), выбранной из соотношения F > 2 · V/H. сравнивают полученные в результате коммутации импульсные напряжения и по результатам сравнения определяют наличие дефектов. Техническим результатом является уменьшение влияния скорости перемещения изделия при контроле. Это связано с тем. что на формирование полезного сигнала преобладающее влияние оказывает не скорость перемещения контролируемого изделия, а частота переключения соответствующи х пар измерительных обмоток, если при этом соблюдается условие зависимости, приведенной в формуле изобретения. На чертеже приведена схема устройства для осуществления способа. Устройство содержит генератор 1 для питания полезадающей катушки проходного преобразователя 2. на каркасе которого намотаны еще четыре измерительные катушки, которые через одну соединены между собой последовательно встречно и образуют пары катушек двух измерительных каналов. Высокочастотное напряжение с первой пары катушек усиливается селективным усилителем 3, детектируется детектором 4 и выпрямленное напряжение первого измерительного канала поступает на первый информационный вход коммутатора 5, а высокочастотное напряжение со второй пары катушек, одна из которых расположена посередине между катушками первого канала, усиливается селективным усилителем 6, детектируется детектором 7 и выпрямленное напряжение второго измерительного канала поступает на второй информационный вход коммутатора 5. Импульсы высокочастотного генератора 1 через делитель частоты 8 поступают на управляющий вход коммутатора 5, выходные импульсы которого усиливаются селективным усилителем 9. к выходу которого подключен пороговый блок 10. Способ вихретоковой дефектоскопии осуществляется следующим образом. С помощью импульсного высокочастотного генератора 1 и полезадающей катушки проходного преобразователя 2 создают однородное продольное поле в зоне контроля изделия. Дифференциально включенные две пары измерительных катушек преобразователя 2 сравнивают поля вихревых токов, каждая из двух близлежащих участков контролируемого изделия, и выдают пропорциональные этому сравнению напряжения. Если на контролируемом изделии дефекты отсутствуют, то на вы ходах обоих пар измерительных катушек будут н улевые напряжения. Если дефект изделия окажется в зоне контроля проходного преобразователя 2, то на выходах пар измерительных катушек появятся напряжения, которые после усиления селективными усилителями 3 и 6 и детектирования детекторами 4 и 7 поступят на информационные входы коммутатора 5, частота коммутации которого определяется делителем частоты 8. Разность импульсных напряжений на выходе коммутатора 5. образованных при "наблюдении" дефекта двумя каналами, измерительные катушки которых смещены вдоль длины трубы на 0,5 расстояния между двумя измерительными катушками одного канала, пропорциональна скорости наростання поля от дефекта вдоль длины изделия. Выходное импульсное напряжение с выхода коммутатора 5 усиливается селективным низкочастотным усилителем 9 и дискриминируется пороговым блоком 10, уровень дискриминации которого может перестраиваться оператором вручную. Сигналы от неоднородностей контролируемого изделия, медленно нарастающие вдоль длины трубы, выявляться не будут. Если базовое расстояние между дифференциально включенными катушками одного из каналов равно Η метров. максимальная скорость перемещения изделия через преобразователь - V метров в секунду, тогда частота коммутации детектированных (Напряжений каналов в Герцах, при которой сигналы от дефектов изделия можно еще считать независимыми от скорости перемещения изделия в зоне контроля, определяется соотношением: F > 2·V/H. Из этого соотношения следует, что данным способом можно контролировать изделия даже в неподвижном состоянии без снижения полезной информации от дефектов, что также важно для поиска месторождения дефектного сечения изделия. Кроме того, из соотношения также следует, что погрешность контроля уменьшается с увеличением частоты коммутации каналов Рис уменьшением правой части неравенства. Например, можно использовать равенство F - 20 V/H, при котором скорость V перемещения изделия в 10 раз меньше скорости электронной коммутации каналов на длине изделия, равной Н/2. Для проведения сравнительных испытаний известного и заявляемого способов дефектоскопии был изготовлен макет, в преобразователе которого расстояние между катушками одного канала равно Η=1,9 мм. Составные элементы структурной схемы следующие. Генератор 1 собран на микросхеме К564ГГ1 с эмиттерным повторителем на транзисторе КТ815Б. Селективные усилители 3, 6 и 9 собраны каждый по схеме КР574УД2Б. Детекторы 4 и 7 -обычные амплитудные выпрямители на диодах Д2Б. Коммутатор 5 микросхема К561КП1. Делитель частоты 8 - микросхема КГ56ИЕ1. Пороговое устройство 10 собрано на транзисторе КТ315Б и микросхеме К561ТЛ1. Рассчитаем частоту коммутации измерительных каналов согласно полученному соотношению контроля изделий, движущи хся со скоростью, например, до 5 м/с: 2·V/H = 2·5м/с/(1,9 - 10 -3м) = 5,26 кГц F> 5,26 кГц Частота коммутации каналов выбрана 52,6 кГц. Сравнительное испытание известного и данного способов вихретоковой дефектоскопии проводили при контроле капиллярной трубы диаметром 1,5 мм, толщиной стенки 0,25 мм, длиной 1 м, изготовленной из тантала. В центре трубы электроискровым способом был нанесен сквозной дефект диаметром 0,1 мм. Трубу контролировали в статике и при скорости ее перемещения 0,03 м/с. Известным способом дефект выявить не удалось. Предлагаемым способом дефект выявляли без уменьшения выходного сигнала селективного низкочастотного усилителя 9 как на указанной скорости перемещения трубы, так и в статике. Способ можно использовать и при контроле изделий любой формы накладными или погружными преобразователями. В этом случае отпадает необходимость в относительном перемещении преобразователей и изделия, которое может быть достаточно сложной формы, а взаимное перемещение осуществить сложно либо вообще невозможно.