Що таке вихрострумовий контроль? Особливості, область застосування

Для виявлення недоліків внутрішньої структури конструкцій і деталей застосовуються методи неруйнівного контролю. Вони дозволяють без вторгнення в основу матеріалу фіксувати дефекти різного роду, визначаючи їх відповідність нормативним вимогам. Одним з найбільш точних способів такого обстеження є вихрострумовий контроль, у процесі застосування якого задіюється електротехнічна апаратура. У цього способу є і суттєві недоліки, але в окремих сферах він застосовується досить активно.

Принцип дії методу

Контроль відбувається на основі аналізу параметрів взаємодії між електромагнітним полем дефектоскопа з його оснащенням і вихровими струмами, які формуються в поле об'єкта дослідження. Що стосується виконавчого елемента, генеруючого активну електромагнітну зону, то він зазвичай представлений індуктивною котушкою, яка також називається перетворювачем. Імпульсні струми, які порушують вихрові потоки, в результаті і дозволяють розрахувати дефектні зони. Справа в тому, що порушення в структурі досліджуваного об'єкта неминуче призведуть до нерівномірного взаємодії матеріалу з електромагнітним полем по всій його площі. Саме ділянки з коливаннями струмів і виявляє вихрострумовий метод неруйнівного контролю з допомогою спеціального аналізу. Принцип дії досить складний у порівнянні з альтернативними методами магнітного контролю, але знову ж таки він є і одним з найточніших способів виявлення дефектів.

Особливості вихретоковой дефектування

У цього методу є два принципові особливості. В першу чергу це можливість виключення прямого контакту з цільовим об'єктом. Тобто мова йде не просто про неразрушающем контролі, а про техніку безконтактного обстеження. Це дозволяє, наприклад, діагностувати конструкції та елементи, що знаходяться в русі. Але і контактні способи аналізу не виключаються. Для порівняння можна навести метод магнітно-порошкового аналізу, який в обов'язковому порядку вимагає нанесення індикаторного матеріалу на поверхню досліджуваного об'єкта. Друга особливість, що виділяє вихрострумовий контроль із загальної групи методів дефектації, полягає в можливості додаткового аналізу електрофізичних властивостей матеріалу. Але цей функціонал вже залежить від конкретної моделі застосовуваного приладу і якості допоміжної оснастки.

Вихорострумовий дефектоскопи

Пристрої можуть мати різні формати виконання. Поширені ручні моделі, станції контролю, компонентні і модульні апарати. Також вони різняться за способами обробки й подання інформації: можна виділити аналогові, цифрові та мікропроцесорні сучасні прилади контролю. Внутрішнє наповнення зазвичай становить електротехнічна основа з тими ж котушками, а зовнішні органи представлені чутливими елементами аналізу. Також прилади вихрострумового контролю комплектуються насадками для зручного розміщення перетворюючого пристрою перед контрольованою поверхнею. Хоча апарати передбачають можливість безконтактного контролю, положення та напрямок чутливого елемента мають велике значення з точки зору отримання якісного результату. Що стосується енергопостачання, то прилади живляться від акумуляторних батарей або електромережі. У першому випадку пристрої дають можливість автономної діагностики споруд і комунікацій на віддалених ділянках.

Вихорострумовий товщиноміри

Як вже говорилося, дефектовка є не єдиним завданням, яку може вирішувати вихрострумовий метод контролю матеріалів. Другий за поширеністю його функцією є вимірювання товщини. Таким способом оцінюються параметри пластин, плівкових виробів, стінок труб та інших предметів. Для цього застосовують спеціальні прилади вихрострумового контролю з опцією товщиноміра. Найчастіше це і є основна функція, яку вирішують подібні апарати. Вони являють собою компактні пристрої ручного типу з чутливим елементом, який також створює електромагнітне поле, але в процесі аналізу фіксує не наявність пустот, а товщину електропровідного листа.

Різновиди вихретокових вимірювань

Основним напрямком використання вихретоковой діагностики все ж є дефектовка, яка також передбачає різні варіанти виконання. Зокрема, абсолютний контроль дозволяє заміряти відхилення вимірюваної величини від раніше встановленої опорної точки, яка перевіряється на етапі калібрування апарату. Також вихрострумовий контроль здійснює порівняльне вимірювання, при якому обчислюється різниця двох величин, одну з яких приймають за опорну. Застосовується і диференціальне вимір, який також обчислює різницю між двома фиксируемими величинами в процесі контролю. Але в цьому випадку шлях вимірювання при незмінній відстані між опорними точками залишається колишнім. У кожному з методів вихрострумовий контроль може працювати як з поверхневими, так і з внутрішніми характеристиками структури матеріалу. Однак поглиблений аналіз передбачає невелике занурення близько 2-3 мм, що є головним недоліком цієї технології.

Підготовка апарата до роботи

Прилад настроюється на робочий процес шляхом калібрування і встановлення оптимального показника чутливості по відношенню до характеристик цільового об'єкта. В залежності від функціональності апарату користувач може регулювати параметри електромагнітних фільтрів, фазність і величину зазору чутливого датчика. Важливо враховувати, що на якість застосування вихрострумового методу неруйнівного контролю впливають і зовнішні фактори. Для забезпечення зручного розміщення приладу, його встановлення, центрування та напрямки перетворювача має бути відповідним чином підготовлене та робоче місце. Також ділянку обстеження ретельно миється, очищається від бруду і масляних плям, після чого сушиться і при необхідності додатково обробляється хімічними розчинами.

Техніка застосування методу

На першому етапі поверхню деталі сканується електромагнітним сигналом по всій цільової площі, яка може трохи захоплювати та область, не підлягає аналізу. На основі характеристик отриманого зворотного сигналу виводиться висновок про фізичному стані об'єкта. Апарат з допомогою комп'ютерного аналізу надає дані про знос об'єкта, наявності дефектів і пошкоджень. Конкретний набір параметрів буде залежати від того, яка задача ставилася перед вихреструмовим контролем. ГОСТ 15549-2009 для даного методу визначає і обов'язковий набір характеристик сигналу, серед яких фаза, амплітуда і їх поєднання попередньо вказаних спектрах. Далі отримані дані заносяться в технічний журнал контролю. Критерії оцінки виявлених дефектів заздалегідь передбачаються у завданні для контролю і надалі дозволяють прийняти рішення про допуск виробу до цільового застосування.

Де застосовується вихрострумовий метод контролю?

Дану технологію діагностики конструкцій і деталей на предмет наявності дефектів широко використовують у будівництві та на виробництвах. Наприклад, багатофункціональні станції задіють на конвеєрних лініях, що випускають металеві вироби. Обладнання в автоматичному режимі перевіряє деталі на предмет відповідності нормативним параметрам. У будівництві цим способом оцінюють якість металевих конструкцій, перекриттів, стійок, кріпильних елементів, зварних швів і т. д. Широко поширений і вихрострумовий контроль труб, який дозволяє виявляти дефекти металу і своєчасно оновлювати проблемні ділянки комунікаційної мережі. У побутовій сфері частіше використовуються товщиноміри, якими визначаються параметри тих же трубопроводів або корпусів різної техніки.

Висновок

Вихрострумовий спосіб дефектування можна назвати одним з найбільш технологічних і сучасних. Він дозволяє працювати з деталями різної форми і призначення, з високою точністю фіксуючи їх фізичні параметри. Але є характеристики, за якими вихрострумовий неруйнівний контроль значно поступається альтернативних методів, у тому числі з групи магнітних способів. Це стосується не тільки обмеження в глибині проникнення сигналу. Електромагнітні струми можуть дати інформацію про внутрішню структуру матеріалу тільки у разі його електропровідності. Відсутність цієї властивості робить прилад марним стосовно такого виробу.