Разработка средств вихретокового контроля линейно протяженных объектов сложной структуры

• Автор: Павлюков, Павел Леонидович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

1. ЛИНЕЙНО-ПРОТЯЖЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ
И ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ ИХ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
1.1 Задачи контроля линейно-протяженных объектов сложной структуры8
1.2 Современные методы и средства дефектоскопии линейно протяженных объектов сложной структуры
1.3 Современные приборы вихретоковой дефектоскопии и перспективы их применения для контроля линейно протяженных объектов сложной структуры
1.3.1 Область применения вихретоковых дефектоскопов с проходными ВТП
1.3.2 Анализ различных типов проходных вихретоковых преобразователей
1.3.3 Анализ аппаратных методов отстройки от мешающих факторов
1.3.4 Анализ современных средств вихретоковой дефектоскопии с проходными вихретоковыми преобразователями
1.4 Анализ современного уровня теоретических исследований применительно к задачам вихретоковой дефектоскопии линейнопротяженных объектов
1.5 Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ЛИНЕЙНО ПРОТЯЖЕННЫМИ ОБЪЕКТАМИ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ
2.1 Выбор расчетной модели
2.2 Реализация расчетной модели на основе метода конечных элементов38
2.3 Исследование функции распределения электромагнитного поля в проводниках линейно протяженного объекта сложной структуры
2.4 Исследование напряжения, вносимого локальными дефектами в проводников линейно протяженных объектов сложной структуры в проходной вихретоковый преобразователь
2.5 Выводы
3. РАЗРАБОТКА БЛОКА ПЕРВИЧНОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И
СПОСОБОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛИНЕЙНО ПРОТЯЖЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ
3.1 Разработка блока первичного преобразователя для вихретокового контроля ЛПОСС
3.1.1 Конструкция дифференциально-абсолютного ВТП для контроля ЛПОСС
3.1.2 Расчет напряжения, вносимого локальными дефектами в дифференциально-абсолютный вихретоковый преобразователь
3.2 Сравнительные испытания ВТП различного типа при дефектоскопии линейно протяженных объектов сложной структуры
3.3 Выводы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ВИХРЕТОКОВОЙ
ДЕФЕКТОСКОПИИ ЛИНЕЙНО ПРОТЯЖЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ
4.1 Разработка способа дефектоскопии комбинированных кабелей
4.2 Вихретоковый контроль линейно протяженных объектов сложной структуры при наличии эффекта формы
4.3 Вихретоковый дефектоскоп «ЗОНД ВД-07П» для дефектоскопии линейно-протяженных объектов сложной структуры
4.4 Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6. БИБЛИОГРАФИЯ

Линейно-протяженные металлические объекты ответственного назначения могут иметь сложную структуру, состоящую из различного числа элементов, в виде цилиндрических объектов с одинаковыми или различными электрофизическими свойствами и сечением. Они могут быть электрически изолированы друг от друга, контактировать друг с другом, размещаться в электропроводящей среде. К подобным объектам относятся электрические кабели и металлические канаты различного вида. Электрические кабели могут состоять как из изолированных, так и соприкасающихся друг с другом проволок. В воздушных линиях электропередачи (ЛЭП) от электрического кабеля требуется не только высокая электрическая проводимость, но и механическая прочность. С этой целью применяют кабели, состоящие из стальных проволок, обеспечивающих требуемую механическую прочность, и алюминиевых проволок, создающих необходимую электрическую проводимость кабеля. Металлические канаты могут состоять как из ферромагнитных, так и немагнитных проволок, обычно, соприкасающихся друг с другом. При этом, электрическое сопротивление между отдельными элементами каната может изменяться в широких пределах и зависит от многих факторов. К ним, в частности, относятся способ сплетения каната из отдельных проволок и приложенная к канату механическая нагрузка. Основной интерес представляет контроль технического состояния электрических кабелей и металлических канатов в процессе эксплуатации. При этом, прежде всего, интересует целостность входящих в канат проволок.
Состояние проблемы.
Для неразрушающего контроля канатов любой конструкции, изготовленных из стальной ферромагнитной проволоки, в процессе их производства или эксплуатации применяются магнитные дефектоскопы. Они позволяют выявлять наружные и внутренние локальные дефекты, например, обрывы проволок и прядей, пятна коррозии, места сварки проволок, а также регистрировать относительную потерю сечения. В процессе магнитного контроля канат намагничивается до состояния близкого к магнитному насыщению. Изменение площади поперечного сечения или появление локального дефекта каната вызывает перераспределение магнитного потока вокруг каната. Это перераспределение регистрируется магнито - чувствительными датчиками -преобразователями Холла. Для обнаружения локальных дефектов применяются также индуктивные катушки, реагирующие на изменение магнитного потока при перемещении дефектного участка каната. Ведущие позиции в разработке средств магнитной дефектоскопии занимает фирма ИНТРОН+ (г. Москва). Разработанные в ИНТРОН+ магнитные дефектоскопы серии ИН-ТРОС позволяют контролировать канаты диаметром от 6 до 150 мм и успешно применяются для контроля канатов шахтных подъемных установок и канатных дорог, вантовых канатов строительных сооружений, комбинирован-

Рис. 2.4. Распределение нормированной напряженности магнитного поля Н*=Н/Н0 в сечении объекта сложной структуры с 9-ю алюминиевыми проволоками квадратного сечения. Параметры: ґ=1 кГц, ос= 100%.