Разработка методов улучшения технических характеристик электромагнитных дефектоскопов и создание аппаратуры для поточного контроля труб и проката

• Автор: Полевода, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
Глава 1. Современное состояние теоретических, экспериментальных исследований и технических разработок в области электромагнитной дефектоскопии металлоизделий
1.1. Общая характеристика электромагнитной (вихретоковой и магнитной) дефектоскопии
1.2.Состояние теоретических и экспериментальных исследований в области вихретоковой дефектоскопии
1.3.Методы обработки информации в вихретоковом контроле
1.4.Состояние разработок электромагнитной дефектоскопической аппаратуры
1.5.Краткие выводы и постановка основных задач диссертации
Глава 2. Математическая модель для расчета сигналов от дефектов при контроле
продольно-протяженных объектов вихретоковыми преобразователями (ВТП) проходного типа
2.1.Математическая модель и метод расчета электромагнитного поля проходного ВТП с проводящим объектом, содержащим длинный дефект цилиндрической формы
2.2. Приближенный метод расчета электромагнитного поля проходного ВТП с проводящим объектом, содержащим длинный поверхностный дефект различной поперечной формы29
2.3. Программное обеспечение для проведения численных расчетов электромагнитного поля цилиндра с неоднородностью. Расчет вносимого напряжения
Краткие выводы
Глава 3. Разработка методов улучшения технических характеристик дефектоскопов
3.1. Общая постановка вопроса
3 .2.Экспериментальная установка и методика измерений
3.3.Метод пространственной фильтрации
3.4.Метод использования проходного ВТП с угловой асимметрией электромагнитного поля49
3.5.Методы разделения дефектов по глубине их залегания
Краткие выводы
Глава 4. Разработка электромагнитных дефектоскопов для промышленного контроля
труб и проката
4.1 .Постановка задачи

4.2.Конструктивные особенности вихретокового дефектоскопа ВД-40П
4.2.1 .Назначение прибора
4.2.2.Показатели назначения
4.2.3.Технические характеристики
4.2.4. Принцип работы и устройство
4.2.5. Принцип работы электронных узлов
4.3. Конструкция многоканального дефектоскопа ВМД-ЗОН
4.3.1. Назначение прибора
4.3.2. Показатели назначения
4.3.3. Технические характеристики
4.3 4. Принцип работы и устройство
4.3.5. Принцип работы электронных узлов дефектоскопа
4.3.6. Управление работой дефектоскопа
4.4. Результаты производственных испытаний
Краткие выводы
Глава 5. Метрологическое обеспечение дефектоскопа
5.1. Общая постановка задачи
5 .2. Нормирование метрологических характеристик дефектоскопа
Краткие выводы
Основные результаты диссертационной работы
Литература
Приложение 1. Акты внедрения в промышленность дефектоскопа ВД-40П
Приложение 2. Документация на стандартные образцы дефектоскопа ВМД-ЗОН

Глава 1. Современное состояние теоретических, экспериментальных исследований и технических разработок в области электромагнитной дефектоскопии металлоизделий
1.1. Общая характеристика электромагнитной (вихретоковой и магнитной) дефектоскопии
Электромагнитный контроль занимает одно из ведущих мест среди других видов неразрушающего контроля [1, 2, 3]. Средства электромагнитного контроля обладают такими достоинствами как высокое быстродействие, бесконтактность измерений, а отсюда и высокая производительность, слабая зависимость показаний от характеристик окружающей среды, большие возможности в части автоматизации, высокие эксплуатационные характеристики. С помощью технических средств этого вида контроля решаются самые разнообразные задачи по измерению толщин покрытий, оценке структурных неоднородностей и механических напряжений в металлических объектах; выявлению нарушений сплошности (дефектоскопия) металла контролируемых изделий.
При этом в дефектоскопии вихретоковый метод используется наиболее широко. Массовое применение метод нашел в самых разнообразных случаях: при выпуске деталей и узлов машиностроения, при контроле труб и проката, при эксплуатации оборудования сложных конструкций и объектов: атомных и тепловых электростанций, самолетов и ракет, автомобилей, на железнодорожном, трубопроводном транспорте. Выпускается сотни типов и тысячи единиц самых разнообразных электромагнитных дефектоскопов: от портативных и переносных приборов ручного применения до сложных автоматизированных систем на основе цифровых методов обработки информативных сигналов с применением микроЭВМ и компьютеров. Все многообразие дефектоскопов обычно классифицируют по нескольким признакам. По типу применяемых вихретоковых преобразователей (ВТП) - дефектоскопы с проходными, накладными и комбинированными ВТП; по виду объектов контроля - контроль изделий плоской, цилиндрической и сложной формы; линейно протяженных объектов (трубы, прутки, проволока); мелких деталей массового производства (детали подшипников качения, крепежные детали, лопатки турбин и т.д.); по режиму работы - дефектоскопы для работы в статическом и динамическом режимах, универсальные; по конструктивному исполнению - стационарные, переносные и портативные; по способу сканирования - ручные и механизированные. Все классификационные признаки независимы.

Основные расчеты проводились по формулам (2.36-2.42), (2.44), (2.46-2.51).
Расчетные годографы относительного вносимого напряжения при изменении обобщенного параметра у при различных значениях радиуса дефекта Я„, коэффициента заполнения 7, начальной магнитной проницаемости рг, глубины залегания дефекта ро показаны на рис. 2.5-2.10.
Из анализа кривых можно сделать следующие выводы. Чувствительность проходного ВТП к размеру дефекта изменяется достаточно плавно. Максимальная чувствительность имеет место при _у»1-ьЗ. Однако при изменении у от 0,5 до 3,5, чувствительность снижается всего в три-четыре раза. Это позволяет производить контроль дефектов в цилиндрических объектах широкой номенклатуры диаметров и марок сталей. При снижении коэффициента заполнения, как это и должно быть, понижается чувствительность. С ростом значения начальной магнитной проницаемости растет значение вносимого напряжения. При увеличении глубины залегания дефекта ро, максимальная чувствительность ВТП смещается в область меньших значений обобщенного параметра у.
На рис.2.9, 2.10 построены годографы вносимого напряжения, рассчитанные для круглого поверхностного дефекта (Яг=0.2; р0=0.8) по точным (2.36) и приближенным (2.46) формулам. Совпадаемость результатов лежит в пределах 25 : 30%, что вполне допустимо для практического использования приближенных методик, учитывая их универсальность с точки зрения формы поперечного сечения поверхностного дефекта и относительную простоту.