Испытание вихревыми токами

Неразрушающий метод испытания, который может применяться к проводящим материалам, — это испытание вихревыми токами. Рядом с поверхностью испытания находится испытательная катушка, питаемая переменным током.

Вихревые токи возникают в испытуемой детали в результате создания переменного магнитного поля. Испытательная катушка изменяется количественно из-за различий в потоке вихревых токов. Эти изменения можно наблюдать на экране и анализировать для обнаружения дефектов.

Отслеживая изменения импеданса катушки для испытания вихревыми токами, можно определить, есть ли дефекты в испытуемом образце.

Изменения импеданса катушки представляются изменениями напряжения относительно амплитуды сигнала и фазы. Угол фазы и/или колебания амплитуды сигнала связаны с обстоятельствами дефектов, такими как объемные и процентные потери.

Проводимость испытуемой детали и толщина любых покрытий, нанесенных на проводящие материалы, также могут быть определены с помощью техники осмотра вихревыми токами, помимо обнаружения деградации.

Как работает вихревой ток?

Когда заряженная катушка переменного тока приближается к проводнику, вихревые токи создаются переменным магнитным полем.

Отслеживая изменения импеданса, происходящие в катушке переменного тока, можно определить, когда дефект материала влияет на поток токов. Обнаружение дефектов в трубах конденсатора и теплообменника может быть выполнено очень эффективным неразрушающим способом с использованием этой процедуры испытания.

Что означает испытание вихревыми токами?

Одним из неразрушающих методов испытания, использующих принцип электромагнетизма для обнаружения дефектов в проводящих материалах, является испытание вихревыми токами. В непосредственном контакте с поверхностью испытания вставляется специально изготовленная катушка, питаемая переменным током, создавая колеблющееся магнитное поле, которое взаимодействует с испытуемым компонентом и вызывает вихревые токи в области.

Затем измеряются изменения переменного тока, протекающего в основной возбуждающей катушке, вместе с вариациями меняющихся фаз и амплитуд этих вихревых токов.

Вариации электропроводности, магнитной проницаемости испытуемой детали или наличие каких-либо разрывов повлияют на вихревой ток, что, в свою очередь, изменит фазы и амплитуду измеряемого тока. Дефекты обнаруживаются путем интерпретации изменений, которые отображаются на экране.

Как работают испытания вихревыми токами?

Метод основан на электромагнитной индукции, которая является характеристикой материала. Переменный ток медной трубы создает магнитное поле. По мере увеличения и уменьшения переменного тока размер поля изменяется. Меняющееся магнитное поле вокруг катушки проникает в материал, и, согласно закону Ленца, вызывает появление вихревого тока в проводнике, если катушка затем помещается близко к другому электрическому проводнику. Этот вихревой ток, в свою очередь, генерирует собственное магнитное поле. Ток и напряжение, протекающие в катушке, подвергаются воздействию этого "вторичного" магнитного поля, которое противодействует "первичному" магнитному полю.

Любые изменения электропроводности материала, такие как поверхностные дефекты или толщина, могут повлиять на величину вихревого тока. Основным принципом осмотра с помощью вихревых токов является обнаружение этого изменения с использованием либо основной катушки, либо вторичной детекторной катушки.

Проницаемость материала определяет, насколько легко он может быть намагничен. Когда проницаемость среды увеличивается, глубина проникновения уменьшается. Ферритные стали имеют магнитную проницаемость, которая в сотни раз выше, чем у немагнитных металлов, таких как

• аустенитные нержавеющие стали,

• алюминий и

• медь.

По мере увеличения глубины плотность вихревых токов и чувствительность к дефектам уменьшаются. Проницаемость и проводимость металла влияют на то, насколько быстро падает значение. Проникновение зависит от проводимости. Металлы с высокой проводимостью имеют больший поток вихревых токов на поверхности, тогда как металлы с низкой проводимостью, такие как медь и алюминий, имеют меньшее проникновение.

Частота переменного тока может быть изменена для контроля глубины проникновения; чем ниже частота, тем глубже проникновение. Таким образом, низкие частоты выявляют подповерхностные дефекты, а высокие частоты — поверхностные. Однако чувствительность к обнаружению дефектов снижается, когда частота снижается для обеспечения лучшего проникновения. Поэтому для каждого теста существует оптимальная частота, обеспечивающая необходимую глубину проникновения и чувствительность.

Что такое «осмотр труб вихревыми токами»?

Испытание вихревыми токами часто используется для осмотра труб в

• теплообменниках и

• конденсаторах.

Это частое применение данной техники.

Тестирование с использованием вихревых токов использует электромагнитную индукцию для обнаружения дефектов в трубах. Зонд вводится в трубу и перемещается вдоль всей ее длины. При движении зонда через трубу вихревые токи создаются электромагнитными катушками, расположенными внутри зонда, и их присутствие может быть одновременно обнаружено путем измерения электрического импеданса зонда.

Осмотр труб вихревыми токами — это неразрушающий метод обнаружения дефектов в трубах. Он эффективен для различных материалов труб и может выявить аномалии, которые могут привести к серьезным проблемам для теплообменников и конденсаторов.

Какие существуют различные виды неразрушающего контроля (НК)?

• визуальный контроль,

• капиллярный контроль,

• ультразвуковой контроль,

• контроль магнитным течением утечки и

• магнитопорошковый контроль

являются дополнительными методами НК.

Метод испытания вихревыми токами может использоваться для обнаружения различных дефектов труб, включая:

• эрозию наружного (OD) и внутреннего (ID) диаметра

• питтинг наружного (OD) и внутреннего (ID) диаметра

• износ (от опорных конструкций, и свободных участков)

• трещины

Стандарты и калибровка испытания вихревыми токами

Как и любой другой метод неразрушающего контроля (НК), испытание вихревыми токами требует, чтобы все системы были откалиброваны по подходящим эталонным стандартам. Калибровочные блоки должны быть идентичны объекту, подвергаемому испытанию, в отношении

• материала,

• состояния термической обработки,

• формы и

• размера.

Калибровочный блок имеет вводящие в заблуждение дефекты, которые воспроизводят несовершенства для идентификации дефектов, и имеет различные толщины для обнаружения коррозии. Метод испытания вихревыми токами требует обученного профессионального оператора.

Какой тип материала проверяется с помощью вихревых токов?

• любой проводящий

• немагнитный

• слабоферромагнитный материал

может быть правильно проверен с помощью технологии вихревых токов.

Это применимо к веществам, таким как

• ферритные хром-молибденовые нержавеющие стали и

• никелевые сплавы.

Какие виды осмотров можно проводить с использованием вихревых токов?

Среди методов испытания вихревыми токами включают, но не ограничиваются:

• испытание труб теплообменников вихревыми токами.

• Проверка прочности болтов и сварных швов.

• Проведение теста на проводимость для проверки термически обработанных материалов.

• Обнаружение дефектов на металлических поверхностях.

• Обнаружение коррозии в металле.

Поскольку результаты получаются быстро и не требуют прикосновения к реальному металлу, это очень полезно для проверки структурной целостности зданий, состоящих из проводящих материалов, таких как медь, сталь и алюминий. Эти методы испытаний могут использоваться для подтверждения того, что проводящие материалы, такие как трубы, не ржавеют, не подвергаются питтингу или разрушению. Они могут использоваться для оценки твердости металла и толщины некондуктивных покрытий, таких как краска. Испытание вихревыми токами часто проводится, например, для обеспечения того, чтобы труба теплообменника не была повреждена.

Распространенные типы зондов для испытаний вихревыми токами

<