Исследование и разработка программно-аппаратных средств с накладными стержневыми вихретоковыми преобразователями для дефектометрической оценки металлоизделий

• Автор: Малинин, Алексей Васильевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

9 ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ В ОБЛАСТИ

ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

® 1.1 Современные методики математического моделирования в

вихретоковом контроле

1.2 Обзор методов оценки и обработки информации о параметрах

дефектов сплошности токопроводящих металлоизделий

1.3 Современные средства вихретоковой дефектоскопии

1.4 Аспекты развития информационных систем неразрушающего

1 контроля
ВЫВОДЫ
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ВИХРЕТОКОВАЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ ДЕФЕКТАМИ
2.1 Методика расчета воздействия дефектов сплошности на ВТП
^ 2.2 Исследование влияния на вносимые параметры ВТП дефектов
сплошности при различных режимах контроля, взаимного расположения контролируемого объекта и ВТП, электромагнитных свойств металла
2.3 Исследование влияния конструктивных параметров ВТП, локальных
изменений электромагнитных свойств, истирания сердечника и других влияющих факторов
2.4 Проверка достоверности разработанной модели
* ВЫВОДЫ
3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ
ДЕФЕКТОМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ
• ДЕФЕКТОСКОПИИ
3.1 Разработка пакета программ для ведения электронных баз данных и
протоколирования результатов контроля
3.2 Обработка и дефектометрическая оценка результатов дефектоскопии.65 ВЫВОДЫ
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СРЕДСТВ
ПО ДЕФЕКТОМЕТРИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ
ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТОВ КОНТРОЛЯ

4.1 Разработка программно-аппаратных средств для обработки информации, полученной в результате контроля дефектов в металлоизделиях
4.2 Работа дефектоскопа «ГАЛС» с использованием дефектометрической базы данных
ВЫВОДЫ
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6. ЛИТЕРАТУРА
7. ПРИЛОЖЕНИЕ
8. ПРИЛОЖЕНИЕ
9. ПРИЛОЖЕНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
На современном этапе неразрушающий контроль широко используется для оценки технического состояния объектов и определения возможности продления их ресурса. Остаточный ресурс металлоизделий в значительной степени определяется дефектами сплошности типа трещин, образующихся в процессе эксплуатации. Для выявления трещин эффективно применение вихретокового метода. Значительный, если не больший объем контроля проводится с помощью накладных вихретоковых преобразователей (ВТП) со стержневыми сердечниками. ВТП данного типа просты в изготовлении, имеют высокую локальность и абсолютную чувствительность. Вместе с тем, возможности контроля с помощью ВТП со стержневыми сердечниками (СВТП) используются не полностью. Это связано с тем, что недостаточно изучены закономерности влияния конструктивных параметров СВТП на их выходные характеристики, а взаимосвязь выходных характеристик с измеряемыми и влияющими параметрами в достаточном для практики объеме не установлена. Это определяет актуальность исследования взаимодействия СВТП с металлоизделиями, содержащими несплошности, в строгой постановке с учетом влияния конструктивных параметров реальных преобразователей и условий контроля.
Состояние проблемы.
Несмотря на широкое использование СВТП, они изучены недостаточно полно. Известны результаты фрагментарных исследований, выполненных на физических моделях Ф. Ферстером, B.C. Фастрицким, П.И. Бидой, а также полученных путем математического моделирования с помощью приближенных аналитических моделей. Известные зависимости позволили дать рекомендации по выбору рабочих частот, оценить степень влияния таких факторов как вариация рабочего зазора, изменение глубины и длины трещин. Вместе с тем, многие факторы, влияющие на результаты контроля с помощью СВТП, на сегодняшний день не исследованы или исследованы недостаточно полно. Среди таких малоизученных факторов: влияние перекоса оси СВТП относительно объекта контроля (ОК), локальное изменение электромагнитных свойств исследуемого металлоизделия (эффект магнитных пятен), зависимость выходных характеристик СВТП от параметров сердечника, положения на нем катушек индуктивности, их размеров и формы. Имеющиеся фрагментарные зависимости не достаточны для получения на их основе дефектометрической оценки.
Цель работы и задачи исследования.
Цель данной работы - исследование выходных характеристик накладных вихретоковых преобразователей со стержневыми сердечниками при их взаимодействии с поверхностными трещинами, и создание базы данных для
* Из рис.2.20-2.21 видно, что наиболее оптимальным для дефектометрии является конфигурация равномерно распределённой обмотки. Радиально распределённая обмотка позволяет получать большее вносимое напряжение при больших зазорах, к её недостатку можно отнести высокую чувствитель-ность к перекосам. Распределённая по оси сердечника обмотка имеет низкую
* чувствительность и малую локальность.
Выбор марки ферромагнитного сердечника сказывается на величине вносимого напряжения ВТП.
ти=200 ти=300 ти=400 - ти=500 — ти
Рис 2.22.3ависимость модуля вносимого напряжения от изменения глубины трещины (1-6мм) для различных магнитных проницаемостей сердечника.
При локальных изменениях величины магнитной проницаемости в структуре металла возникает «эффект магнитных пятен». Из рис. 2.23 следует, что основное влияние этого эффекта состоит в изменении фазы вносимого комплексного напряжения.