Вихретоковые методы контроля

Сущность метода. Вихревые (электромагнитные) ме­тоды контроля основаны на регистрации изменения поля вихревых токов, наводимых в поверхностном слое из­делия. Методами вихревых токов обнаруживаются только поверхностные и подповерхностные (на глубине 2—3 мм) дефекты.

На сопротивляемость поверхностного слоя проникновению вихревых токов влияют, с одной стороны, поля дефектов, на чем основана дефектоскопия изделия, и, с другой стороны, электрическая проводимость и магнитная проницаемость. Благодаря последнему свойству вихретоковые методы применяют для измерения элек­трической проводимости бесконтактным методом.

Так как электрическая проводимость зависит от хи­мического состава и физико-механических свойств ма­териала, вихретоковые методы успешно применяют в структуроскопии изделий из магнитных и немагнитных материалов. Магнитная проницаемость значительно боль­ше, чем электрическая проводимость, зависит от хими­ческого состава, структуры и состояния ферромагнитного материала. В связи с этим контроль изделий из фер­ромагнитных материалов в большей степени основыва­ется на определении изменения свойств, связанных с магнитной проницаемостью.

На изменении электрической проводимости успешно контролируют качество контактной точечной и роликовой сварки алюминиевых сплавов. В случае наличия литого ядра электропроводность в зоне последнего для сплавов Д16 и АМг уменьшается на 10—15% по срав­нению с электропроводностью основного металла. Для В-95, AM-6 и других сплавов это изменение может достигать 15—30%. При наличии дефектов типа «слипание» или непровара электропроводность литого ядра примерно равна электропроводности основного металла.

Вихретоковый метод пока широко не применяют при контроле сварных швов, так как электропроводность отдельных зон шва и околошовной зоны значительно меняется, что создает большие помехи при выявлении дефектов сварки. Вихретоковые методы могут быть использованы для фазового и структурного анализа указанных зон.

Методика контроля. Методика контроля включает следующие основные операции (рис. 11.14):

1. Внешний осмотр изделия и устранение наружных дефектов, мешающих проведению контроля.

2. Установление полезадающей системы 1 на контролируемое изделие 2 и пропускание тока через возбуждающую катушку.

3. Сканирование датчика 3 и регистрирующих приборов 4,5 вдоль по­верхности контролируемого объекта.

4. Расшифровку результатов контроля и оценку качества изделия.

Чувствительность метода. На чувствительность элект­ромагнитного метода значительно влияет зазор между датчиком и поверхностью контролируемого изделия, а также их взаимное расположение, форма и размеры. С увеличением зазора резко падает чувствительность метода. Допускаемый максимальный зазор 2 мм. Структурная неоднородность изделия существенно снижает чувствительность метода к обнаружению дефектов. Этим методом удается выявить поверхностные и подповерхностные трещины глубиной 0,1—0,2 мм и протяженностью более 1 мм, расположенные на глубине до 1 мм.

Перечисленные геометрические факторы обусловили ряд новых возможностей метода вихревых токов; изме­рение толщины слоя гальванических, лакокрасочных, теплоизоляционных покрытий и пленок, определение толщины стенки труб, пустотелых деталей и других тон­колистовых изделий при одностороннем доступе к ним, измерение диаметра прутков и проволоки.

Однако в ряде случаев геометрические факторы существенно затрудняют практическое применение метода. Последнее объясняется тем, что при контроле деталей, например, по свойствам их материала, связанным с электропроводностью, отклонения в размерах деталей (даже в пределах допусков) могут оказывать более сильное влияние на параметры датчика, чем исследуемые свойства материала деталей.