Выбор датчика для ВТК

Ответить

polter

Профессионал
Регистрация
25.10.2013
Сообщения
489
Реакции
85
Адрес
Москва
Есть задача - контроль сварного соединения стальной трубы на наличие трещин, несплавлений, непроваров вихретоковым методом контроля с двух сторон. Необходимо изготовить датчик.
Критерии:
минимально выявляемые глубина 0,5 мм
длина 7.5 мм,
разрешающая способность 7.5 мм
доп данные:
труба - сталь
толщина с/с - 4 мм
шероховатость поверхности 320
валик усиления сточен.

Мои предположения:
накладной, ненаправленный, экранированный, диаметр ОВ 5 мм, раб частота 200 Гц (для уменьшения влияния шероховатости) глубина проникновения в этом случае получится 0.19 мм, обобщенный параметр 7.29 (как раз зона максимального приращения напряжения от поверхностных дефектов)

Вопрос:
т.к. расчетом занимаюсь впервые хотелось бы услышать мнение бывалых относительно правильности рассуждений.
Также не нашел пока в книжках информации о способах балансировки.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,761
Реакции
2,522
1. ВТП не сам по себе, а к какому-то дефектоскопу. Если дефектоскоп продвинутый и универсальный, позволит разные типы подключить.
2. Расчетами особо не занимался, практически делал и пробовал. 200 Гц Имхо маловато, изменения сигнала могут быть маленькими. Пробовал на мере с искусственной шероховатостью 320 , глубину 0,5 своим самодельным параметрическим выявлял. 200 кГц, ферритовый сердечник 4 мм диаметр.
Дефектоскоп один простенький, моя самоделка другой - ВД3-81. Для трещин может лучше дифференциальный, чтобы от ЗТВ и границы сплавления сигнала не было.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,761
Реакции
2,522

Вложения

  • RBLEC.rar
    RBLEC.rar
    294.8 KB · Просмотры: 55

polter

Профессионал
Регистрация
25.10.2013
Сообщения
489
Реакции
85
Адрес
Москва
Странновато. см. стр. 13

Ничего странного. На стр 13 написано, что глубина проникновения уменьшается с увеличением частоты - чем больше глубина проникновения тем менее чувствительность к неглубоким дефектам.
На счет дифференциального - пока не освоил теорию, может потом и приду к этой мысли.
Есть ли какие книжки кроме клюева про вихреток или про датчики???
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,761
Реакции
2,522
Ничего странного. На стр 13 написано, что глубина проникновения уменьшается с увеличением частоты - чем больше глубина проникновения тем менее чувствительность к неглубоким дефектам.
Странны результаты. 0,19 получается примерно на 10 кГц, а на 200 Гц - около 1.5 мм.


На счет дифференциального - пока не освоил теорию, может потом и приду к этой мысли.
см. там же, стр. 21-25. Там, кстати и про балансировку чуть.
Можно, конечно, начать изучение теории с уравнения Максвелла и формул с вагоном интегралов на несколько страниц, но, боюсь, охоту отобьете.
См. стр. 24. Обычный резистивно-индуктивный мост. 2 одинаковые катушки, 2 одинаковых резистора. На измерительной диагонали (точки соединения катушек с резисторами), соответственно - ноль. Катушки с сердечниками. Во всем диапазоне - от возуха до нулевого зазора со сталью полный баланс обеспечить сложно - катушки и сердечники чуть разные. Если контролируем сталь, баланса добиваемся на стали. Вместо дефектоскопа - осциллограф. Отматываем витки у катушки с бОльшей индуктивностью. Потом можно и один резистор чуть изменить. Проводя такой ВТП над трещиной, плоскость катушек поперек, получаем 2 отклика. Для подавления сигнала от структурной неоднородности в ЗТВ ФНЧ можно настроить. И, при перемещении ВТП, возрастание сигнала от структурной неоднородности плавнее, чем от трещины. С базой- расстоянием между катушками, тоже поиграть надо для лучшей выявляемости.
 

Вложения

  • depth.png
    depth.png
    51.1 KB · Просмотры: 27

polter

Профессионал
Регистрация
25.10.2013
Сообщения
489
Реакции
85
Адрес
Москва
astrut, Спасибо. На картинке предположительно номограммы для нормированной катушки возбуждения. Я расчитывал по ф-ле 4.11 Клюев том 2 с учетом обобщенного параметра. (Если интересно расчет приложил.)
На сколько я понял из материала - дифференциальные чувствительны к наклону, но можно на программном уровне убрать его влияние. К практике пока не перехожу пока Клюева не дочитаю.
 

Вложения

  • глубина проникновения.rar
    глубина проникновения.rar
    11.3 KB · Просмотры: 37
Последнее редактирование:

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,761
Реакции
2,522
На сколько я понял из материала - дифференциальные чувствительны к наклону, но можно на программн
Дык, и абсолютные к наклону чувствительны. А если поверхность ровная, сделайте протектор и работайте контактно со стабилизированным наклоном и зазором Абсолютные еще чувствительны к зазору и к свойствам - проводимости, проницаемости. А по поводу 200Гц расчет посмотрю попозже, но обратите внимание на реактивное сопротиление. Чем меньше частота, тем оно меньше. Соответственно, его изменение тоже будет маленьким. И может быть не обеспечена чувствительность. Не зря ведь есть тенденция перехода на GMR на низких частотах
 

AlexG-Altek

Специалист
Регистрация
03.07.2013
Сообщения
375
Реакции
26
Адрес
Питер
200 Гц будет очень мало. Дифференциальный датчик - правильное рассуждение.
Однозначно можно сказать, что ни о каких 0,19 мм (и уж тем более 1,5 мм) речь идти не может, если мы говорим о контроле ферромагнетиков. Если ваша задача - контроль поверхностного слоя на наличие несплошностей, тогда подбор преобразователя должен проходить для этих целей, они оптимизированы на обнаружение поверхностных дефектов... У вас изначально очень высокие требования: поиск трещин 0,5 мм при шероховатости 320! Это реально, конечно, но ВТП должен быть очень хорошо оптимизирован именно на поиск поверхностных трещин. Вам правильно пишут, что на частоте 200 Гц вы не получите необходимого изменения реактивного сопротивления измерительного каскада.... Да и к чему эти 200 Гц??? Вы с ними проблем хапните кучу...

Мы решали подобные задачи (с указанными параметрами дефектов и шероховатости 320), только у нас еще требование к зазору было - 5 мм... Частота у нас была 35-60 кГц (на безферритовом дифференциальном ВТП), но тут очень важно обеспечить ортогональность ОК и ВТП...
 

polter

Профессионал
Регистрация
25.10.2013
Сообщения
489
Реакции
85
Адрес
Москва
Опытный образец был собран, при работе на 10 кГц с подмагничиванием была возможность увидеть пропил глубиной 1 мм с обратной стороны ОК, но соотношение сигнал шум менее 6 дБ. но это лабораторный образец и в практике он не пригоден. Медленно но верно размышляю над усовершенствованием конструкции.
 
Сверху