Вплив дефектів на сигнали ВСП

Визначення сигналів ВСП від дефектів об’єктів пов’язане з складною задачею навіть для випадку виявлення дефектів простої геометричної форми. Математичне формулювання задач дефектоскопії приводить до необхідності розв’язку крайових задач теорії електромагнітного поля з достатньо складними граничними умовами.

Сигнали прохідного ВСП від дефектів залежать від багатьох факторів: геометричних розмірів об’єкта, значення узагальненого параметра контролю х, форми об’єкта, параметрів ВСП, струму збудження і положення об’єкта відносно ВСП

Прохідні ВСП найчастіше використовують для дефектоскопії лінійно протяжних об’єктів, перш за все об’єктів циліндричної форми. Для прутків, труб та інших об’єктів круглого перерізу найбільш характерними є поздовжні дефекти (тріщини, риски). Вони здійснюють такий же вплив на ВСП, як нескінченно вузький і нескінченно довгий розріз глибиною h, спрямований вглиб циліндра вздовж радіуса (рис. 14.5, дефект типу А). На рис. 14.6, а зображені годографи залежності відносної комплексної величини приросту напруги вимірювальної обмотки прохідного трансформаторного ВСП від глибини поверхневого дефекту (величина виражена у долях діаметра циліндра) для різних значень узагальненого параметра х². Годографи справедливі для неферомагнітного нескінченно довгого циліндра при коефіцієнті заповнення , а параметр при цьому розраховують за формулою:

, (14.4)

де R - радіус циліндричного ОК.

На рис. 14.6, б приведені відповідні графіки для модуля приросту напруги .

Для визначення сигналу від дефектів малої глибини при можна використовувати наближену формулу:

(14.5)

При цьому похибка аналітичного розрахунку не перевищує 35% по модулю і 5⁰ по аргументу вектора . Аналогічні годографи подаються в спеціалізованих довідниках для визначення зміни вихідного сигналу для дефектів типу В і С, що вказані на рис. 14.5.

Рисунок 14.5 – Види дефектів у круговому циліндрі

Рисунок 14.6 - Годографи (а) і графіки модулів (б) приросту напруги прохідного ВСП в залежності від глибини вузьких довгих поверхневих дефектів у неферомагнітному циліндрі і від узагальненого параметра х²

15 СПЕЦІАЛІЗОВАНІ ПРИЛАДИ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО КОНТРОЛЮ

15.1 Вихрострумові дефектоскопи

Дефектоскопи - найбільш поширений вид вихрострумових приладів НК. Вони призначені для виявлення несуцільностей в об'єктах із електропровідних матеріалів. Умовно їх можна класифікувати по декількох ознаках. Так, по виду об'єктів контролю розрізняють дефектоскопи для контролю об'єктів із плоскими поверхнями та об'єктів складної форми, лінійно протяжних об'єктів (пруток, дріт, труба), а також для контролю дрібних деталей масового виробництва (деталі підшипників кочення, кріпильні деталі та інші). Стосовно режиму роботи дефектоскопи поділяються для роботи в статичному і динамічному режимах та універсальні. Згідно типу застосовуваних ВСП розрізняють дефектоскопи з прохідними і накладними ВСП, універсальні дефектоскопи. За конструктивним виконанням дефектоскопів розрізняють: стаціонарні, переносні і портативні. Усі класифікаційні ознаки незалежні. Можливі інші ознаки, наприклад вид живлення, захищеність від зовнішніх впливів, хоча вони в цілому відносяться до узагальнених стосовно продукції приладобудування.

Технічні характеристики дефектоскопів визначає ГОСТ 26697-85 “Контроль неруйнівний. Дефектоскопи магнітні і вихрострумові. Загальні технічні вимоги” (із змінами 1987 р.). Їх можна розділити на загальні, стосовно до дефектоскопів як продукції приладобудування (маса, споживана потужність, показники надійності, термін служби і т.п.), і спеціальні. До спеціальних характеристик відносять поріг чутливості, роздільну здатність і максимальну продуктивність або швидкість контролю.

Основний параметр дефектоскопа — поріг чутливості. Це мінімальні розміри дефекту заданої форми, при яких відношення сигнал/завада дорівнює двом (ГОСТ 26697—85). В якості стандартних дефектів часто приймають вузькі розрізи, площина яких орієнтована нормально до поверхні зразка, що мають визначену глибину, довжину і ширину, яка називається також розкриттям. Такі штучні дефекти наносять на плоскі зразки, прутки і труби різними методами. Інший тип стандартного дефекту — круглий наскрізний або глухий отвір заданих значень діаметра і глибини (для глухих отворів). Отвори, як штучні дефекти, легше виготовити, але сигнали від отворів і штучних тріщин чи рисок тієї ж глибини є різними.

Реальний поріг чутливості дефектоскопа залежить, що очевидно, як від рівня сигналу, так і від рівня завад. Найбільший вплив створюють завади, які пов'язані зі зміною властивостей ОК (наприклад, параметрів μ і σ), розмірів, шорсткості поверхні ОК, а також із зміною взаємного положення ВСП і ОК (зміни зазору при використанні накладних ВСП або радіальні переміщення ОК у прохідному ВСП). Тому поріг чутливості не є постійним параметром, бо він визначається конкретними умовами застосування дефектоскопа, що необхідно обов’язково враховувати при його експлуатації. Поріг чутливості, що задається в технічній документації дефектоскопа, визначають у відповідності з точно конкретизованими цими умовами. Вказуються, наприклад, матеріал і марка зразка з атестованим штучним дефектом, взаємне розташування ВСП і зразка, розміри зразка, розташування штучного дефекту. Так як сигнал залежить від положення ВСП щодо дефекту, то зазвичай при визначенні порогу чутливості мають на увазі найбільше значення сигналу, яке отримується при скануванні дефектної ділянки.

Роздільна здатність— мінімальна відстань між двома дефектами, при якій вони реєструються роздільно. Цей параметр переважно задається в межах 5-15 мм. Для дефектоскопів із прохідними ВСП він залежить від діаметра ОК (і ВСП відповідно): чим більший діаметр, тим гірша роздільна здатність для дефектів, розташованих уздовж осі ОК. Для накладних ВСП роздільна здатність, покращується із зменшенням зони чутливості ВСП.

Максимальна продуктивність контролю— важлива експлуатаційна характеристика, яка конкретизується для дефектоскопів, що працюють в автоматичному або напівавтоматичному режимі в технологічних виробничих лініях. При контролі лінійно протяжних об'єктів продуктивність визначається швидкістю контролю (м/с), а при контролі дрібних об'єктів – їх кількістю за одиницю часу (шт./год). Продуктивність контролю вихрострумових дефектоскопів обмежується головним чином можливостями пристроїв, що транспортують, сканують і сортують ОК. Обмеження, які пов'язані з впливом швидкості руху ОК у зоні контролю на сигнали ВСП, суттєво слабші і переважно не визначають впливу на продуктивність.

Крім перерахованих конкретизуються також якісні характеристики дефектоскопів: наявність автоматичного подавлення впливу змін зазору можливість оцінки глибини (або протяжності) дефекту і документування результатів контролю.

Реґламентовані ГОСТ 26697-85 загальні технічні вимоги зазвичай доповнюються такими параметрами і характеристиками, як частота струму збудження ВСП, умови застосування дефектоскопа, види і характеристики об'єктів контролю.

Дефектоскопи для контролю об'єктів із плоскими поверхнями й об'єктів складної форми переважно комплектуються накладними ВСП і призначені для роботи в статичному і/або динамічному режимах. У першому режимі оператор переміщує ВСП вздовж поверхні ОК рукою, а у другому режимі ВСП за допомогою електроприводу сканує досліджувану ділянку ОК згідно вибору оператора. Найчастіше такі дефектоскопи виготовляють у виді портативних або переносних приладів, що допускають роботу в польових умовах.

15.2 Вихрострумові товщиноміри

Вихрострумові товщиноміри—це прилади для вимірювання товщини об'єктів і покрить на них. Об'єктами контролю можуть бути листи, стрічки і фольга з металів або сплавів, стінки труб і балонів, деталі машин. Ще більш різноманітними є покриття. У вихрострумовій товщинометрії усі види покрить розділяють на такі групи:

- ізоляційні покриття на електропровідних основах, наприклад, лакофарбові, емалеві, пластмасові, скляні, ґумові покриття на металах і сплавах;

- електропровідні покриття на ізоляційних основах, наприклад, мідні шари на склотекстолітових друкованих платах, алюмінієві покриття на склі (дзеркала) і пластмасах;

- електропровідні покриття на електропровідних основах, наприклад, антикорозійні шари алюмінію на алюмінієвих сплавах, які нанесені плакуванням (від франц. plaquer-покривати).

Покриття захищають метали від корозії, виконують теплозахисні, декоративні й інші функції. Серед показників якості покрить найважливішою є товщина, допустимі межі зміни якої визначаються нормативно-технічною документацією. Руйнуючі методи виміру товщини покрить, наприклад, метод мікро шліфів, метод зважування, травлення, не дозволяють реалізувати 100%-вий контроль продукції, малопродуктивні і неекономні. Тому застосування вихрострумових товщиномірів для вимірювання товщини покрить дає, як правило, значний технічний і економічний ефект.

Вихрострумові товщиноміри класифікують по виду об'єктів контролю і по конструктивному виконанню. По виду об'єктів контролю розрізняють товщиноміри ізоляційних покрить на електропровідних основах, товщиноміри електропровідних покрить на ізоляційних основах, товщиноміри електропровідних об'єктів (стінок труб, фольги, стрічок, листів), а також товщиноміри електропровідних покрить на електропровідних основах.

По конструктивному виконанню розрізняють портативні і переносні товщиноміри.

Технічні характеристики вихрострумових товщиномірів визначаються ГОСТ 26737—85 “Контроль неруйнівний. Товщиноміри покрить магнітні і вихрострумові. Загальні технічні вимоги”. Основна їх характеристика — границя основної допустимої похибки. Вона залежить від багатьох чинників і може бути визначена, як для будь-якого засобу вимірювання, у відповідності до чинних стандартів. Однак для вихрострумових товщиномірів є певна специфіка, яка полягає в тому, що методична похибка визначається в значній мірі властивостями ОК і умовами взаємодії ВСП з ОК. Якщо інструментальна похибка може бути зменшена до цілком можливого значення звичайними прийомами зниження похибки засобів вимірювання, то з похибкою, пов'язаною з ОК, як правило, не вдається упоратися так просто. Її не завжди можна визначити достатньо достовірно, оскільки для цього необхідно атестовані зразки товщини покрить. Їх важко виготовити й атестувати з похибкою менше 1-3%, а це означає, що похибка приладу може реально становити З-10%, тому що згідно діючих стандартів похибка зразкових мір повинна бути приблизно в три рази меншою похибки повірюваного засобу вимірювання. Особливо великі затруднення виникають при атестації товщиномірів малих товщин покрить (одиниці - десятки мікрометрів).

Закордонні фірми подають тільки інструментальну похибку приладу, причому під нею найчастіше розуміється розкид показів при багатократних вимірюваннях. Діючі вітчизняні стандарти вимагають конкретизації похибки вимірювання приладу, яка містить і методичну похибку, яка у 2-3 рази перевищує похибку зразкової міри. Тому паспортна похибка вітчизняних товщиномірів (близько 5%), як правило, суттєво більша, ніж закордонних (1-2%), хоча це і не завжди відображає істинний стан точності вимірювань.

Діапазон вимірюваних розмірів зу мовлений призначенням товщиномірів і характеристиками об'єктів контролю. Для більшості товщиномірів ізоляційних покрить на електропровідній основі він складає від 0 до 1 мм, а в спеціальних приладах - до 50 і навіть до 400 мм; для товщиномірів електропровідного шару - від 0,005 до 5 мм, а в деяких приладів—до 60 мм; для товщиномірів провідних покрить на провідній основі—0,005... 0,5 мм. Зазвичай діапазон розбивається на декілька піддіапазонів із метою підтримки чутливості у визначених межах.

Діаметром зони вимірювання, що може коливатися в широких межах — від одиниць до десятків міліметрів, а в окремих випадках і до декількох сотень міліметрів, - визначається вибір розмірів ВСП. Інші характеристики товщиномірів не специфічні і відносяться до загальних для електронних вимірювальних засобів: маса, споживана потужність, показники надійності, термін служби та ін.

Покриття з ізоляційних матеріалів на металевих основах наносять для теплозахисту, захисту від агресивних середовищ і атмосферних впливів, вони також виконують декоративні та інші функції. Матеріалом покриття можуть бути лак, фарба, емаль, скло, гума, пластмаса, оксидні і фосфатні шари. Матеріали основи можуть бути феро- і неферомагнітними. Якщо основа виконана з феромагнітних матеріалів, то більш ефективнішим є застосування магнітних товщиномірів. Типовими неферомагнітними електропровідними основами є - алюмінієві сплави, латунь, бронза, мідь та ін.

Особливий випадок застосування товщиномірів покрить має місце при вимірюванні товщини ізоляційних шарів за допомогою так званих заставних елементів, що виконуються у вигляді металевих пластинок або фольги, які закладаються в технологічному процесі в діелектричний об'єкт і покриваються потім шарами діелектриків, товщину котрих необхідно згодом вимірювати. Цей прийом використовується для вимірювання товщини асфальтобетонних покрить автомобільних доріг у процесі будівництва й експлуатації, діелектричних шарів композиційних матеріалів, які виготовляють методом намотуванням із склотканини та ін.

З точки зору вихрострумового контролю вимірювання товщини діелектрика на провідній основі є задачею вимірювання зазору між накладним ВСП і поверхнею провідної основи. Тому, як вказано вище при аналізі теоретичних аспектів вихрострумового контролю у цьому випадку доцільно вибирати по можливості найбільше значення узагальненого параметра. Обмеження його максимального значення визначається найбільшим технічно досяжним значенням частоти струму збудження, оскільки при незмінному радіусіВСП збільшення узагальненого параметра можливе тільки шляхом зростання частоти. Граничне значення частоти збудження доцільно вибирати таким, щоб воно не менше, ніж у 2-3 рази, було нижчим власної резонансної частоти ВСП із сполучним кабелем.

Зазначимо, також, що вихрострумові товщиноміри покрить практично поза конкуренцією при вимірюванні шару ізоляційних покрить на неферомагнітних електропровідних основах, що у широкому діапазоні товщин покрить від одиниць мікрометрів до десятків сантиметрів. Вони успішно застосовуються також для вимірювання товщини неферомагнітних електропровідних шарів (від сотих долей мікрометра до десятків міліметрів) на ізоляційних основах. Правда, тут із ними конкурують радіаційні (радіоізотопні і рентгенофлюоресцентні) товщиноміри, які особливо ефективні при контролі покрить малої товщини (до 30-50 мкм) на металевих основах. При користуванні цими приладами не суттєвим є вид матеріалу покриття і основи (електропровідний або неелектропровідний, феро- чи неферомагнітний), важливою є лише обставина, щоб атомні номери хімічних елементів матеріалів покриття і основи розрізнялися на 1-2 одиниці. Недолік приладів цього типу - велика вартість (у порівнянні з вихрострумовими приладами) і необхідність дотримання вимог радіаційної безпеки. При вимірюванні товщини покрить на феромагнітних основах або товщини феромагнітних покрить (нікелю, кобальту) кращими є магнітні товщиноміри.

Для метрологічного забезпечення товщиномірів покрить розробляються і випускаються контрольні зразки. Так, НВО “Исари” (м. Тбілісі) випускає комплекти атестованих зразків покрить, внесених у Державний реєстр зразкових мір колишнього СРСР. Однак вони охоплюють далеко не всі поширені сполучення покрить і основ і, крім того, дорогі. Тому для укомплектування товщиномірів застосовують контрольні зразки, які виготовлені та атестовані виготовлювачем приладів або споживачем. Перспективними є застосування імітаторів товщини покрить різних типів, а також електричні способи перевірки і калібрування, які дозволяють скоротити кількість контрольних зразків.

15.3 Вихрострумові структуроскопи

Вихрострумова структуроскопія об'єктів із неферомагнітних матеріалів базується на зв'язку питомої електричної провідності з їхніми фізико-механічними характеристиками. Вимірювачі питомої електричної провідності зазвичай застосовуються з накладним ВСП. Структуроскопи з прохідними ВСП - це найчастіше прилади для сортування ОК відносно зміни питомої електропровідності.

Вимірювачі питомої електричної провідності відносяться до двопараметрових приладів, у яких подавлюється вплив зміни зазору. Крім того, існує ряд інших заважаючих чинників, вплив котрих необхідно враховувати: кривизна і шорсткість поверхні, вплив краю і товщини ОК.

Режим роботи ВСП переважно відповідає узагальненому параметру (5-10), тобто його значення є дещо більшим значення, яке забезпечує максимальну чутливість ВСП до зміни електропровідності. Завдяки цьому глибина проникнення вихрових струмів в ОК невелика, що дозволяє вимірювати питому електричну провідність матеріалу об'єктів малої товщини без додаткової похибки, пов'язаної з можливими змінами товщини ОК. Прилади забезпечують вимірювання електропровідності у діапазоні 0,5-60 МСм/м, що цілком перекриває діапазон їх значень при застосовувані на практиці контролю неферомагнітних металів і сплавів. Похибка вимірювання питомої електричної провідності, згідно до ГОСТ 27333-87 “Контроль неруйнівний. Вимірювання питомої електричної провідності кольорових металів вихростумовим методом” не повинна перевищувати 3% у діапазоні 0,5-3 МСм/м і 2% у діапазоні 3-37 МСм/м. Вимірювання повинні проводитися на плоскій площадці ОК, з якої видалені лакофарбові, плаковані та інші покриття, забруднення. На поверхні повинні бути відсутні видимі поверхневі дефекти. Забезпечення єдності вимірювань, градуювання, атестація і перевірка вихрострумових вимірювачів здійснюються за допомогою стандартних зразків питомої електричної провідності. В даний час Інститутом легких сплавів (Росія) розроблені і випускаються стандартні зразки питомої електричної провідності з похибкою атестації (0,5-1,0)% для діапазону 14-36 МСм/м, 1% в діапазоні З-15 МСм/м і 1,5% в діапазоні 0,55-2,15 МСм/м. Зразки для перших двох діапазонів виготовленні у вигляді дисків діаметром 20 мм і товщиною 2 мм і пластини розміром 30х30х15 мм для останнього діапазону і призначені для роботи з накладними ВСП.

Перед проведенням вимірювань вихрострумовий прилад настроюють по двох стандартних зразках, що мають питому електричну провідність близьку до верхньої і нижньої границь діапазону (або піддіапазону) вимірювань приладу, або по двох зразках, які близькі по провідності до очікуваної для ОК.

Поряд з вимірювачами питомої електропровідності існують багатоцільові прилади, в яких суміщені функції дефектоскопів, товщиномірів покрить і засобів сортування по питомій електропровідності і магнітній проникності. В них, як правило, передбачені різноманітні види обробки сигналів ВСП і є наявний вихід для реєстрації дійсної та уявної складових електричного сигналу, а також реалізований зв’язок з зовнішнім комп’ютером і пристроєм реєстрації результатів неруйнівного контролю.

16 СУЧАСНІ РОЗРОБКИ ЗАСОБІВ МАГНІТНОГО, ЕЛЕКТРИЧНОГО І ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО КОНТРОЛЮ

16.1 Магнітний дефектоскоп стальних канатів ИНТРОС

Магнітний дефектоскоп ИНТРОС призначений для неруйнівного контролю стальних канатів піднімальних споруд, підвісних канатних доріг та піднімачів для копалень і шахт. Цейдефектоскоп забезпечує економію часу при його контролі (1 км стального канату контролюється 15 хв.). Продовження терміну служби одного 45 мм канату довжиною 1 км за результатами контролю дефектоскопом ИНТРОС компенсує затрати на його придбання. Про важливість інструментального контролю канатів свідчать дані лабораторних і експлуатаційних досліджень. Так за результатами близько 8000 канатів 10% з них мали втрату міцності більше 15%, а 2% канатів втратили більше 30% міцності. Це свідчить, що 10% канатів непридатні для експлуатації і їх подальше використання потенційно небезпечне, а використання 2% канатів досить небезпечне. З іншої сторони 70% канатів, які були зняті з експлуатації, мали незначні дефекти або не мали їх зовсім. Наведені факти вказують на те, що тільки незначна частина канатів замінюється вчасно.

Дефектоскоп ИНТРОС, який складається із змінних магнітних головок і електронного блоку, що з’єднані між собою кабелем, призначений для вимірювання відносної втрати перерізу канату по металу, а також для виявлення поверхневих і внутрішніх локальних дефектів типу обриву дротів і їх корозії. Використання дефектоскопа дозволяє своєчасно замінити зношений канат і уникнути передчасної заміни придатного до роботи канату. Цим досягається підвищення безпеки і зменшення експлуатаційних затрат.

Дефектоскоп ИНТРОС вигідно відрізняється від інших аналогічних дефектоскопів тим, що має найменші розміри і вагу, має два канали для виявленнялокальних дефектів та втрати перерізу. Він містить вбудовану пам’ять і передбачає можливість підключення до комп’ютера, що дозволяє здійснювати статистичну обробку результатів контролю.

До переваг дефектоскопа ИНТРОС можна віднести:

- конструкція дефектоскопа зручна у використанні на будь-якому об’єкті;

- дефектоскоп може безперервно працювати в режимі вимірювань без підзарядки протягом 6 годин;

- даний дефектоскоп оснащений звуковою та світловою індикацією дефектів;

- світлодіодний дисплей дозволяє добре бачити покази навіть у повній темряві;

- результати проведеного контролю можна отримати у вигляді дефектограм з можливістю виведення їх на дисплей комп’ютера або принтер;

- дефектоскоп можна використовувати навіть у шахтах, які небезпечні для інших дефектоскопів через великий вміст газу та пилу у повітрі.

Таблиця 16.1 - Характеристики дефектоскопа ИНТРОС МДК-21

Характеристика	Тип магнітної головки
МГ-24	МГ-40	МГ-64	МГ-П
Розміри канатів, мм	Æ6-24	Æ20-40	Æ32-64	Плоскі, до 233 ^х38
Маса, кг
Маса і розміри електронного блоку	0,8 кг, 190 ^х 80 ^х 40 мм
Похибка, %
Швидкість контролю, м/с	0-1	0-2	0-2	0-2
Об’єм внутрішньої пам’яті (довжина проконтрольованого канату), м	Не менше 810	Не менше 2000
Поріг чутливості, %			0,5
Розміри, мм	234 ^х 221 ^х63	150 ^х150 ^х160	190 ^х190 ^х170	310 ^х190 ^х120

16.2 Магнітний дефектоскоп ПМД-70

Магнітний дефектоскоп ПМД-70 призначений для виявлення поверхневих і підповерхневих дефектів у виробах з феромагнітних матеріалів з відносною максимальною магнітною проникністю не менше 40 магнітопорошковим або магнітолюмінісцентним методами.

Даний прилад розрахований на роботу в умовах цеху, лабораторії чи в польових умовах та забезпечує два способи контролю (по залишковій намагніченості та в прикладеному полі, з автоматичним розмагніченням після контролю) при шести варіантах схем намагнічування, чотирма формами струму і трьома способами намагнічування (циркулярним, полюсним і комбінованим).

Дефектоскоп дозволяє контролювати деталі різноманітної форми, зварні шви, внутрішні поверхні отворів шляхом намагнічування окремих контрольованих ділянок чи виробу в цілому. При цьому намагнічування здійснюється циркулярним або поздовжнім полем, яке створюється за допомогою набору намагнічуючих пристроїв, що живляться імпульсами струму (електроконтакти, гнучкий кабель), а також постійним струмом (електромагніт, соленоїд). Технічні характеристика дефектоскопа наведені в табл. 16.2

Таблиця 16.2 - Технічні характеристики дефектоскопа ПМД-70

Вид характеристики	Кількісна оцінка параметра
Максимальний струм намагнічування, кА	1.2
Максимальна напруженість магнітного поля, кА/м	не менше 16
Частота повторень розмагнічуючих імпульсів, Гц	2 ± 1.5
Електричне живлення: від мережі змінного струму частотою 50 Гц, В від мережі постійного струму, В	24, 220
Габаритні розміри: блок імпульсний, мм чемодан з блоком управління, мм	580 ^х235 ^х 230 660 ^х500 ^х260
Маса дефектоскопа: блок імпульсний, кг чемодан з блоком управління, кг

16.3 Дефектоскопічний комплект “МАГЭКС”

Дефектоскопічні комплекти “МАГЭКС” призначені для магнітопорошкового контролю якості виробів і зварних з’єднань з феромагнітних матеріалів. Вони прості і зручні в експлуатації, відрізняються високою надійністю, можуть застосовуватися при неможливості використання електромагнітів, коли підведення електроенергії обмежене правилами техніки безпеки, наприклад, при проведенні монтажних висотних робіт, в польових умовах, при контролі якості внутрішньої поверхні ємностей і посудин, тощо. Комплекти “МАГЭКС” забезпечують високу ступінь виявлення поверхневих і підповерхневих несуцільностей - тріщин всіх видів, волосовин, непроварів та інших включень, які регламентовані ГОСТ 21105-87. Комплекти “МАГЭКС” випускаються в трьох модифікаціях: “МАГЭКС-1”, “МАГЭКС-2” та “МАГЭКС-3” в залежності від типу намагнічуючих пристроїв. Всі комплекти містять еталонний зразок з поверхневими дефектами та його магнітопорошкову репліку, засоби перевірки суспензії, контролю візуалізації і документування отриманих результатів. Даний комплект має технічний паспорт, свідоцтво про повірку намагнічуючого пристрою і методичну інструкцію по проведенню магнітопорошкового контролю.

“МАГЭКС-1” призначений для поздовжнього намагнічування і контролю по ділянках. Намагнічуючий пристрій з жорстким магнітопроводом виконаний у вигляді П-подібної магнітної системи на основі висококоерцитивних постійних магнітів.

“МАГЭКС-2” призначений для безперервного намагнічування і експрес контролю протяжних зварних з’єднань, трубних і листових металоконструкцій. Пересувний намагнічуючий пристрій виконаний у вигляді магнітної системи, що складається з двох дискових магнітних систем, з’єднаних спільною віссю - магнітопроводом.

“МАГЭКС-3” призначений для проведення намагнічування виробів і їх контролю в поздовжньому магнітному полі. Багатофункціональний намагнічуючий пристрій дозволяє здійснювати плавне регулювання напруженості магнітного поля від 0 до максимального значення, відключати магнітний потік на робочих полюсах та регулювати величину міжполюсної відстані.

Таблиця 16.3 - Технічні характеристики комплектів “МАГЭКС”

Характеристика	“МАГЭКС-1”	“МАГЭКС-2”	“МАГЭКС-3”
Напруженість магнітного поля в центрі повітряного зазора між полюсами, кА/м	8 -10	6 -7
Міжполюсна відстань, мм
Ефективна зона намагнічування, мм	85 ^х85	-	-
Габаритні розміри, мм	120 ^х120 ^х 25	210 ^х210 ^х95	190 ^х130 ^х60
Маса, кг		1.6	1.6

16.4 Прилади неруйнівного контролю із застосуванням ефекту Баркгаузена

Принциповою різницею цього методу неруйнівного контролю є мікроструктурний рівень інформації, яка отримується. Магнітний шум, який виникає, є результатом взаємодії доменних стінок з дефектами кристалічної структури і в цьому випадку може бути характеристикою дефектів.

Прилади ИНТРОМАТ, ТОМОСКОП, МАША (Росія) в комплекті з перетворювачами різних типів розв’язують багато задач неруйнівного контролю і діагностики металевих виробів і матеріалів. Вони мають великі функціональні можливості і ширшу область застосування, ніж прилади, які випускаються в США (STRESSCAN і ROLLSCAN), і забезпечують проведення контролю навіть неферомагнітних провідних матеріалів.

Нове покоління приладів із застосуванням ефекту Баркгаузена реалізує нові функціональні можливості:

- регулювання необхідної глибини проникнення аж до 1,2 мм;

- розділене вимірювання всіх компонентів тензора плоского напруженого стану;

- швидке сканування великих поверхонь з кольоровою індикацією рівня напружень;

- результати контролю подаються в реальних одиницях (напруження в МПа, твердість в НРс, товщина зміцненого шару в мкм, вміст аустеніту у %);

- нові принципи вибору оптимальних режимів контролю, як в ручному, так і в автоматичному режимах;

- можливість контролю складного ріжучого інструменту безпосередньо на ріжучих кромках;

- давачі, які дозволяють контролювати як вгнуті і випуклі поверхні з постійною кривизною, так і галтелі, впадини зубців шестерень, зварні шви, внутрішні поверхні в отворах.

Нові можливості отримує споживач від використання в апаратурі передових концепцій обробки магнітошумової інформації, які засновані на принципах обчислювальної діагностики. Це дозволяє:

- відновлювати функцію пошарового розподілу напружень або твердості в зміцнених шарах;

- отримувати результати вимірювань в реальних контрольованих одиницях в масштабі часу, близькому до справжнього;

- автоматизувати процес збору первинної інформації про властивості контрольованого об’єкта;

- оптимізувати вибір режимів контролю;

- відновити статистичну функцію розподілу дефектів структури в матеріалі шляхом статистичного аналізу стрибків Баркгаузена в масштабі часу, близькому до справжнього.

В даній апаратурі реалізована система, яка не має аналогів тестування магнітних матеріалів. З допомогою цієї апаратури можна вирішувати і вже вирішуються різноманітні виробничі задачі неруйнівного контролю, серед яких можна виділити наступні:

- контроль залишкових і прикладених напружень у зварних швах, включаючи зварні шви з різних матеріалів;

- контроль поверхневої пластичної деформації (наклепу): визначення товщини зміцненого поверхневого шару, побудова епюри залишкових напружень (без руйнування), контроль напружень на поверхні;

- контроль вмісту залишкового аустеніту в кінцевому інструменті (свердла, мітчики, розгортки, зенкери, фрези);

- контроль товщини і ширини поверхневих шарів, зміцнених лазерною, плазмовою чи іншими видами обробки концентрованими джерелами тепла;

- контроль твердості вуглецевих і легованих сталей;

- виявлення зон відбілення чавуну;

- контроль зернистості сталей;

- контроль товщини поверхневих шарів, зміцнених хімічною і хіміко-термічною обробками;

- контроль ступені наклепу у впадинах зубів шестерень;

- виявлення поверхневих дефектів типу тріщин, розшарувань, закатів та ін. в будь-яких металевих матеріалах;

- контроль температури загартування сталей.

Останнім часом розроблені та серійно випускаються такі типи приладів із застосуванням ефекту Баркгаузена: ИНТРОМАТ, ТОМОСКОП, МАША.

За допомогою приладу ИНТРОМАТ забезпечується швидке сканування великих поверхонь, запам’ятовування градуювальних кривих не менше ніж для 100 матеріалів, подання інформації в реальних одиницях, автоматичний вибір струму перемагнічування, можливість контролю чотирьох глибин проникнення, а також наявність набору змінних первинних перетворювачів, автоматичної установки режимів для конкретного матеріалу, можливості здійснення автоматичної побудови градуювальної кривої і передачі її в оперативний запам’ятовуючий пристрій, введення градуювальних кривих в мікропроцесорний пристрій за допомогою програматора.

ТОМОСКОП забезпечує реконструкцію функції розподілу напружень чи твердості вздовж глибини виробу, швидке сканування великих поверхонь, отримання епюри контрольованого параметра в реальних одиницях, роботу в автономному режимі, роботу в режимі зв’язку з ПЕОМ, змінну глибину зчитування інформації, яка може безперервно змінюватися до 1,2 мм, чотири фіксовані глибини зчитування інформації, діалоговий режим роботи, автоматизацію збору апріорної інформації про об’єкт контролю.

Пристрій МАША забезпечує контроль якості ріжучого інструменту різних найменувань (свердла, мітчики, тощо), контроль прутків, швидке встановлення і фіксацію інструмента в пристрої, коротку тривалість вимірювання – до 10 сек., вимірювання безпосередньо на ріжучій кромці інструмента, можливість усереднення інформації по двох чи чотирьох циклах, а також можливість перемагнічування для підвищення точності.

16.5 Загальна характеристика електромагнітного оглядово-криміналістичного комплексу “ІНСПЕКТОР”

Електромагнітний оглядово-криміналістичний комплекс “ІНСПЕКТОР” розроблений в Україні і складається з 3-х металодетекторів апробованих і широко експлуатованих як у нас в країні, так і за кордоном. Технічне завдання на розробку комплексу ставилось, виходячи із необхідності вирішення задачі найбільш повного і різностороннього задоволення вимог повсякденної оперативної практики підрозділів МВС.

УНІСКАН. Це багатофункціональний оглядово-пошуковий металодетектор, який здатний розрізняти об’єкти із чорних і кольорових металів, у якого немає світових аналогів. Пристрій може використовуватися як для селективного ручного огляду, так і для сканування ґрунту і пошуку у важкодоступних місцях (пошук відстріляних гільз, куль, загублених в сніг патронів, викинутої зброї, вибухових пристроїв, тощо). В останньому випадку пристрій комплектується телескопічною штангою, що легко знімається, і яка збільшує далекість доступу до 1,2 м. Пристрій має вмонтовану систему розпізнавання дрібних об’єктів з феромагнітних (сталевих) матеріалів. Наявність системи автоматичної настройки дозволяє майже миттєво підготувати пристрій до роботи і виключає необхідність періодичного регулювання чутливості. Оригінальна електроніка і компактна конструкція, низьке енергоспоживання, простота експлуатації, селективність і багатофункціональність дозволили металодетектору стати безальтернативним пристроєм, який не має світових аналогів.

Таблиця 16.4 – Технічні характеристики металодетектора УНІСКАН

Характеристика	Кількісна оцінка характеристики
Габарити, мм	380х140х34
Маса, г
Електроживлення, В	9 (батарея чи акумулятор)
Індикація	світлова і звукова
Далекість виявлення: пістолета Макарова, см гільзи калібру 5,6 мм, см

АКА 7202. Не дорогий євростандартизований металодетектор загального використання. За оцінками експертів це одна із найбільш вдалих конструкцій серед вітчизняних та закордонних виробів цього типу. Він здатний виявити голку на глибині 5 мм, а глибина знаходження пістолету Макарова становить 28 см. Пристрій має вбудовану систему автоматичної підтримки рівня чутливості. Час безперервної роботи від нової батареї – 700 годин.

Таблиця 16.5 – Технічні характеристики металодетектора АКА 7202

Характеристика	Кількісна оцінка характеристики
Габарити, мм	380 ^х140 ^х 34
Маса, г
Електроживлення, В	9 (батарея чи акумулятор)
Індикація	світлова і звукова

МІНІСКАН. Це самий мініатюрний металодетектор, який функціонально розрізняє об’єкти із чорних і кольорових металів, і у якого немає світових аналогів. Пристрій здатний відрізняти цигаркову фольгу від бойового пістолета. Навіть, якщо пачка цигарок знаходиться поруч з пістолетом, то прилад однозначно виділяє зброю. Металодетектор, який виявляє 5мм уламок голки та кусочок золотої фольги вагою 0.2г, є настільки селективним, що розрізняє ці предмети. Дальність виявлення пістолета Макарова становить 25см. З підключенням мініатюрного навушника металодетектор може бути використаний у прихованому варіанті. Завдяки вмонтованій електронній системі автокомпенсації прилад не має жодної ручки настройки.

Таблиця 16.6 – Технічні характеристики металодетектора МІНІСКАН

Характеристика	Кількісна оцінка характеристики
Габарити, мм	160 ^х80 ^х32
Маса, г
Електроживлення, В	9 (батарея чи акумулятор)
Індикація	світлова і звукова

Дата добавления: 2013-12-14