Повышение эффективности вихретоковой дефектоскопии немагнитных электропроводящих объектов путем заполнения полости дефектов магнитной жидкостью

• Автор: Мостяев, Игорь Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ВИХРЕТОКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

1.1 совершенствование вихретоковых преобразователей на основе современных технологий

1.2 применение современных методов обработки информации

1.3 комбинирование вихретокового метода с другими методами неразрушающего контроля

1.4 возможность применения магнитной жидкости

1.5 Выводы

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИХРЕТОКОВЫХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ДЕФЕКТАМИ СПЛОШНОСТИ В НЕМАГНИТНЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТАХ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ПОЛОСТИ ДЕФЕКТОВ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
2.1 Обоснование комбинированного способа вихретокового контроля с применением магнитной жидкости
2.2 выбор метода исследований и расчетных моделей
2.3 расчет и анализ выходных сигналов вихретоковых преобразователей при взаимодействиии с дефектами, развивающимися со стороны сканируемой поверхности, при заполнении их полости магнитной жидкостью.
2.4 расчет и анализ выходных сигналов вихретоковых преобразователей при взаимодействиии с дефектами, развивающимися с тыльной стороны пластины
2.5 экспериментальные исследования выходных сигналов вихретоковых преобразователей при взаимодействиии с дефектами при заполнении их полости магнитной жидкостью
2.6 Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВИХРЕТОКОВЫХ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ С ДЕФЕКТАМИ СПЛОШНОСТИ В ПОЛЫХ НЕМАГНИТНЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИХ ОБЪЕКТАХ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ ПРИ ЗАПОЛНЕНИИ ИХ ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
3.1 Выбор расчетных моделей

3.2 Расчет и анализ выходных сигналов вихретоковых преобразователей для полых объектов с дефектами типа трещин
3.3 Расчет и анализ выходных сигналов вихретоковых преобразователей для полых объектов с дефектами типа локального утонения стенки .
3.4 Выводы
4. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИХРЕТОКОВОЙ
ДЕФЕКТОСКОПИИ С ИСПОЛЬЛЗОВАНИЕМ МАГНИТНОЙ
ЖИДКОСТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ОХЛАЖДАЕМЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
4.1 современные методы и средства оценки технического состояния охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей
4.2 вопросы практического применения исследуемого комбинированного метода для оценки технического состояния охлаждаемых лопаток авиационных газотурбинных двигателей
4.2.1 Очистка поверхности внутренней полости лопаток ГТД..
4.2.2 Воздействие постоянным магнитным полем на МЖ в полости лопатки
4.2.3 Обеспечение необходимой абсолютной чувствительности.
4.3 Выводы
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследований
Вихретоковая дефектоскопия основана на регистрации изменения реакции вихревых токов, перераспределяемых дефектом сплошности. В ряде случаев эффект перераспределения вихревых токов проявляется достаточно слабо, например, при малой глубине дефекта или его развитии со стороны тыльной, относительно сканируемой поверхности, что препятствует надежному выявлению дефекта. Дополнительные проблемы возникают при необходимости выявления вихретоковым методом дефектов на сложнопрофильных поверхностях, например, в зоне выступов, канавок, отверстий и т.п. из-за возникающих при сканировании изменений вихретокового сигнала. В связи с этим исследования, направленные на повышение абсолютной и селективной чувствительности вихретокового контроля к дефектам сплошности путем заполнения полости дефектов магнитной жидкостью весьма актуальны.
Степень разработанности темы исследований
Вихретоковый метод неразрушающего контроля, обладая такими преимуществами как бесконтактность и возможность дефектометрической оценки выявляемых дефектов, имеет и ряд ограничений, препятствующих его применению. К ним относятся существенное уменьшение чувствительности при уменьшении глубины поверхностного дефекта, низкая чувствительность к дефектам, развивающимся с тыльной стороны пластин, влияние эффекта формы при дефектоскопии объектов с нерегулярной поверхностью. Для повышения чувствительности к мелким поверхностным дефектам в настоящее время идут по пути повышения частоты тока возбуждения вихретоковых преобразователей (ВТП) и уменьшения размеров его рабочего торца. Это приводит к существенному усложнению электронного блока, уменьшению производительности контроля и резкому увеличению влияния вариации рабочего зазора между торцом ВТП и сканируемой поверхностью. Для выявле-

нетиков магнитный поток усиливается, а под действием вихревых токов в немагнитном металле - ослабляется. Это иллюстрируется известными [64, С. 416] годографами нормированного вносимого в накладной ВТП напряжения У*Ы1=У*вн/и0 приведенными на рисунке 2.1. Здесь Щ - начальное напряжение, вносимое в измерительную обмотку ВТП за счет магнитной связи с возбуждающей обмоткой с током при отсутствии контролируемого объекта.
Годографы и*ви даны на рисунке 2.1 в функции параметров цг = ц и Д, = Яу]щи/и0сг, где а>=2л/ - круговая частота возбуждающего тока, ро - магнитная постоянная, а - удельная электрическая проводимость металла, Я = ^ЯвЯи, Яв кЯи- радиусы возбуждающей и измерительной обмоток ВТП, соответственно.
На приведенном рисунке показано, что по мере увеличения /?0 > а, следовательно, и рабочей частоты / происходит изменение мнимой составляющей Ц*т в сторону отрицательных значений (ослабление возбуждающего магнитного потока). В то же время, с увеличением относительной магнитной проницаемости ц наблюдается изменение мнимой составляющей Ц*вн в сторону положительных значений (усиление возбуждающего магнитного потока). Выбирая достаточно низкую рабочую частоту, можно добиться слабого влияния немагнитного металла (д=1) при сохранении влияния ферромагнитного. Иначе говоря, экранирующие свойства слоя немагнитного металла, находящегося между дефектом с заполненным МЖ полостью и ВТП (рисунок 2.2) проявляться практически не будут.