Энерго- и ресурсосберегающие приборы и технологии неразрушающего контроля (Вихретоковая дефектоскопия)
ысокое качество выпускаемой продукции и оборудования, находящегося в эксплуатации, обеспечивается путем применения сплошного неразрушающего контроля [1]. Наиболее часто используются акустические и вихретоковые (ВТ) методы и средства [2]. Применение традиционных ультразвуковых (УЗ) и ВТ методов и приборов требует высокого качества поверхности контролируемого материала [3, 4]. Обязательная тщательная зачистка поверхности приводит к потере слоя металла и защитного покрытия и, следовательно, к более быстрой потере потребительских свойств изделий. После проведения контроля защитные покрытия, в том числе лакокрасочные, необходимо восстанавливать. Проведение зачистки приводит к значительным затратам энергии. В конечном итоге имеют место существенные экономические и временные потери. Так, по данным ОАО «Харьковский котельно-механический завод» затраты на подготовку поверхности изделий к ультразвуковому контролю равняются затратам на проведение самого контроля. По данным работы [5] затраты на зачистку листового проката перед УЗ контролем составляют 550 руб. РФ/т. Кроме того, ультразвуковой контроль по зачищенной, как правило абразивными материалами, поверхности приводит к быстрому выходу из строя пьезоэлектрических преобразователей.
В случае применения ВТ контроля ситуация еще более сложная, так как традиционные приборы не позволяют выполнять эффективный контроль по неподготовленной поверхности [6].
Вихретоковая дефектоскопия.
Электропроводные материалы и изделия, выпускаемые и эксплуатируемые промышленностью, часто содержат дефекты структуры типа трещин, плен, пор, волосовин, закатов и т.д., которые выходят на поверхность или располагаются возле поверхности. В эксплуатируемых изделиях развиваются трещины усталостного характера. Наличие поверхностных дефектов может приводить к авариям, наносящим значительный материальный ущерб. Прогрессивным методом обнаружения таких дефектов является вихретоковый. Однако, подавляющее большинство современных вихретоковых дефектоскопов не приспособлены для эффективного обнаружения поверхностных дефектов, особенно под слоями краски, окалины, ржавчины и т.д. Они, как правило, не могут определить форму обнаруженного дефекта, что не позволяет оценить степень его опасности.
Для устранения отмеченных недостатков и расширения технических возможностей продолжено совершенствование вихретокового дефектоскопа, описанного в работе [13]. Основу нового прибора составляет вихретоковый преобразователь, который позволяет различать форму дефекта – округлая или вытянутая. Он не реагирует на неоднородности металла. Шероховатость поверхности дефекта практически не сказывается на работе дефектоскопа, рис. 7. Это позволило выполнять контроль без зачистки поверхностей основного металла и сварных швов. На рис. 8 показан пример образца, вырезанном из сосуда, с развитой в процессе эксплуатации трещиной. ВТ дефектоскоп «Малыш М» обнаруживает трещину на всех участках - на участке 1 под слоем краски толщиной более 1 мм, участке 2 сварного шва и на участке 3 в состоянии после прокатки.
Исследования возможностей нового прибора позволили установить следующие его характеристики:
- температура контролируемого металла, оС …….. от -20 до +50;
- контролируемый материал – ферромагнитная или неферромагнитная сталь, чугун, алюминий, медь, титан и их сплавы;
– температура окружающей среды ,оС ………………………-10…+40;
– питание прибора от встроенных аккумуляторов, или сетевое ~220 В 50 Гц через сетевой адаптер.
– мощность, потребляемая прибором от сети, не более – 1 Вт.
– масса дефектоскопа 500 г
– представление информации – на светодиодном семиразрядном индикаторе и посредством тонального звукового сигнала в головных наушниках.
– предельная чувствительность контроля – канавка прямоугольной формы глубиной 0,1 мм на плоском образце из ст.45.
Новый вихретоковый дефектоскоп не требует зачистки поверхности перед проведением контроля. Следовательно, дополнительные потери энергии и металла изделия отсутствуют.
Литература
1. Патон Б. Є., Троїцький В. О., Посипайко Ю. М. Неруйнівний контроль в Україні // Інформ. бюл. Українського товариства неруйнівного контролю та технічної діагностики. 2003. № 2(18). С. 5-9.
2. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.3: Ультразвуковой контроль / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. – М.: Машиностроение, 2004. – 864 с.
3. Сучков Г. М. О главном преимуществе ЭМА способа // Дефектоскопия. 2000. № 10. С. 67-70.
4. Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля. - М: Машиностроение. 1981. - 240 с.
5. Судакова К.В., Казюкевич И.Л. О повышении эффективности контроля качества металлургической продукции // В мире неразрушающего контроля. - 2004. - № 3. - С. 8-10.
6. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.2: В 2 кн. – Контроль герметичности. Вихретоковый контроль. – М.: Машиностроение, 2003. – 688 с.
7. Сучков Г.М.. Возможности современных ЭМА толщиномеров // Дефектоскопия. 2004. № 12. С. 16-25.
8. Сучков Г.М. Современные возможности ЭМА дефектоскопии // Дефектоскопия. 2005. № 12. С. 24-39.
9. Сучков Г. М. Разработка и внедрение технологии сплошного автоматического обнаружения дефектов макроструктуры объемнозакаленных рельсов бесконтактным ультразвуковым методом. -Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. техн. наук.- Харьков: ХАДИ, 1988.- 22 с.
10. Сучков Г.М. Исследование ЭМА способом выявляемости плоскодонных отражателей в образцах из различных материалов // Контроль. Диагностика. 2002. № 5. С.50 - 51.
11. Сучков Г.М. Исследование особенностей распространения поверхностных волн при контроле ЭМА способом // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2000. № 3. С. 33-35.
12. Сучков Г.М. Построение приборов для ультразвукового контроля и измерений с использованием ЭМА способа возбуждения и приема ультразвуковых импульсов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2005. № 2. С.36-39.
13. Исследование применяемости вихретокового контроля металлообъектов с помощью моделирования дефектов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2002. №3. С. 35-37.
