Вихретоковый контроль

Вихретоковый контроль
Вихретоковый контроль (ВК) основан на регистрации изменений величин возбуждаемых в металле вихревых токов под влиянием неоднородностей металла. Если некоторый объем металла пронизывается переменным магнитным полем, то это поле возбуждает в металле вихревые токи. В зависимости от изменения частоты возбуждающего поля катушки изменяется величина вихревых токов в объекте контроля и глубина их проникновения. В свою очередь вихревые токи формируют собственное магнитное поле, противоположное по знаку намагничивающему (рис. 3.).
Рис. 3.. Физические поля при ВК: 1 – переменное магнитное поле катушки, 2 – вихревые индукционные токи Фуко (электрическое поле), 3 – переменное магнитное поле, сформированное проводником (токами Фуко)

Глубина проникновения вихревых токов δ, м – расстояние от поверхности вглубь объекта контроля, при котором происходит снижение плотности вихревого тока в 1/е раз (е = 2.718), т.е., на 37% [334].

δ=1π∙f∙σ∙μr∙μ0=503f∙σ∙μr,

3.

где:

f, Гц – частота магнитного поля катушки;

σ, Смм – удельная электропроводность материала объекта контроля;

μ0, Гнм - магнитная проницаемость вакуума;

μr - относительная магнитная проницаемость материала объекта контроля.


Взаимодействие первичного магнитного поля катушки и магнитного поля, вызванного вихревыми токами, приводит к изменению полного сопротивления катушки, что вызывает изменение силы тока в цепях генератора, питающего эту катушку. Изменения силы тока могут быть отмечены различными индикаторами, причем на показания индикатора будут влиять электропроводность металла и размеры сечения контролируемого изделия.


ВК используют для обнаружения мельчайших дефектов на поверхности в виде непроваров, слипаний, трещин в изделиях в электропроводящих материалах (низколегированных сталях, алюминиевых сплавах, сплавах титана). Первичным информативным параметром может быть: амплитуда, частота, фаза, спектр.


Чувствительность ВК определяется параметрами дефекта и его расположением, значениями обобщенного параметра контроля, формой дефекта, параметрами преобразователя, током возбуждения, расположением преобразователя и объекта и величиной зазора. При благоприятных условиях контроля и малом влиянии мешающих факторов при ВК стальных конструкций удается выявить трещины глубиной 0,1-0,2 мм, протяженностью 1,0-2,0 мм. Пример отображения информации на экране вихретокового дефектоскопа при обнаружении трещин представлен на рис. 3..

Рис. 3.. ВК основного металла газопровода: а - сканирование, б – отображение информации на экране дефектоскопа при обнаружении стресс-коррозионного повреждения

ВК малопригоден для обнаружения дефектов сварных соединений. В результате структурной неоднородности и изменения геометрических размеров сварных соединений сигнал от дефекта может быть перекрыт сигналом от случайной помехи.


ВК нашел широкое применение в авиационной промышленности и при контроле объектов газопроводного транспорта (для обнаружения коррозионного растрескивания под напряжением).