Вихретоковый метод контроля качества - Курсовая работа

Данная работа посвящена вихретоковому методу контроля качества, рассмотрению классификации ВТП (вихретоковых преобразователей), которые являются устройствами для неразрушающего контроля качества. Вихретоковый метод является универсальным, эффективным и экономичным способом неразрушающего контроля, он позволяет решить большой спектр задач контроля изделий. Вихретоковый метод контроля применяется в авиационной отрасли, судостроительной, автомобилестроительной, в нефтегазовой и в других отраслях, что подтверждает высокую значимость этого метода контроля для развития промышленности нашей страны. 1 Вихретоковый неразрушающий контроль - неразрушающий контроль, основанный на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объекте контроля этим полем. 5 Объект контроля(ОК) - подвергаемая контролю продукция на стадиях ее жизненного цикла (создание, хранение, применение, ремонт и т.д.). вихретоковый дефектоскоп преобразовательВихревые токи возникают в проводящих телах как вследствие магнитного потока во времени, так и в результате относительного перемещения проводящего тела и магнитного потока. При наличии вблизи ОК такой катушки, являющейся генератором (рисунок 1), в результате действия вихревых токов в ОК, изменяются активное R, индуктивное XL и, следовательно, комплексное сопротивление Z индуктивной катушки. Вихревые токи вносят изменения в электрические параметры катушки и соответствующие изменения этих величин принято обозначать так Rвн вносимое в катушку активное сопротивление, обусловленное потерями энергии за счет нагрева ОК вихревыми токами; XL - вносимое индуктивное сопротивление, обусловленное изменением потокосцепления катушки (и, как следствие, изменением ее индуктивности L), Z - соответствующее изменение полного сопротивления (импеданса) катушки. Под центром возбуждающей обмотки ВТП вихревые токи отсутствуют, а следовательно, обнаружить дефект в этом месте ОК не предоставляется возможным.Вихревые токи вызывают выделение тепла, которое называют потерями энергии на вихревые токи. Вихретоковый преобразователь-устройство, состоящее из одной или нескольких индуктивных обмоток, предназначенных для возбуждения в объекте контроля вихревых токов и преобразования зависящего от параметров объекта электромагнитного поля в сигнал преобразователя, электромагнитное поле вихревых ЭДС воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС(трансформаторные преобразователи) или изменяя их полное электрическое сопротивление (параметрические) ,регистрируя напряжение на зажимах катушки или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.В настоящий момент вихретоковый метод неразрушающего контроля является одним из самых точных методов контроля и технической диагностики, толщинометрии, дефектоскопии, благодаря высококлассным приборам вихретокового контроля, основанных на вихретоковых преобразователях контроля, современный вихретоковый неразрушающий контроль позволяет диагностировать самые разные электропроводящие материалы, такие как металлы, сплавы, графит, полупроводники. При помощи вихретокового метода обнаруживают несплошности, измеряют точные размеры, выявляют вибрации, определяют физико-механические характеристики и состояние объектов.

Данная работа посвящена вихретоковому методу контроля качества, рассмотрению классификации ВТП (вихретоковых преобразователей), которые являются устройствами для неразрушающего контроля качества. Как известно, долговременность и надежность являются ключевыми аспектами на данный момент, современное производство предъявляет высокие требования к качеству. В настоящее время акцентируется внимание на диагностики качества, на определении дефектов в основном типа нарушающей сплошности материала.

Вихретоковый метод является универсальным, эффективным и экономичным способом неразрушающего контроля, он позволяет решить большой спектр задач контроля изделий. Имеет много преимуществ по сравнению с другими формами неразрушающего контроля, не последним среди которых является его исключительная чувствительность к микроскопическим дефектам, расположенным непосредственно на поверхности либо близко к поверхности контролируемого металлического объекта. Вихретоковый метод контроля применяется в авиационной отрасли, судостроительной, автомобилестроительной, в нефтегазовой и в других отраслях, что подтверждает высокую значимость этого метода контроля для развития промышленности нашей страны.

На данном этапе разработано большое количество типов и разновидностей ВТП. Для более правильного их использования целесообразно знать их классификацию, которая рассмотрена в данной работе.

1. Основные термины и понятия

1 Вихретоковый неразрушающий контроль - неразрушающий контроль, основанный на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объекте контроля этим полем.

2 Электромагнитное поле - вид материи, характеризующийся во всех точках двумя его сторонами: электрическим и магнитным полем. Каждое из этих полей определяется векторными величинами, такими как напряженность электрического поля

IMG_885f98b6-009f-49bf-bdfa-eae332537077 и магнитной индукцией

IMG_e0c04b0a-96fd-4501-9675-e1686c01aa67 .

3 Закон электромагнитной индукции.

При всяком изменении магнитного потока через проводящий замкнутый контур в этом контуре возникает электрический ток I, который зависит от свойств контура.

4 Переменный ток - электрический ток, который с течением времени изменяется по величине и направлению или, в частном случае, изменяется по величине, сохраняя свое направление в электрической цепи неизменным.

5 Объект контроля(ОК) - подвергаемая контролю продукция на стадиях ее жизненного цикла (создание, хранение, применение, ремонт и т.д.). вихретоковый дефектоскоп преобразователь

2. Вихретоковый метод контроля качества

2.1 История возникновения

Вихретоковый контроль основан на взаимодействии переменного магнитного поля с контролируемым объектом. Одним из проявлений взаимодействия электромагнитного поля с электропроводящим материалом является возникновение в них вихревых токов. Вихревые токи были открыты французским физиком Д.Ф. Арго в 1825 г. и исследованы его учеником Л. Фуко, именем которого и были названы (токи Фуко).

Английский ученый М. Фарадей открыл в 1831 г. закон электромагнитной индукции и объяснил причину возникновения вихревых токов. Другой выдающийся английский ученый Д.К. Максвелл придал трудам М.Фарадея математическую завершенность и сформулировал законы электромагнитного поля.

Применение вихревых токов для неразрушающего контроля известно с 1879 года, когда англичанин Хьюз который разработал устройство с трансформаторным вихретоковым преобразователем (ВТП) для оценки электрофизических параметров металлических изделий, возбуждающие обмотки которого подключались к генератору переменного напряжения, а измерительные - к гальванометру.

Широкое практическое применение вихретоковых методов контроля началось в сороковых годах прошлого века. В настоящее время вихретоковые методы и приборы по распространенности и объемам контролируемой продукции занимают второе место после акустических методов.

В настоящий момент вихретоковый метод неразрушающего контроля является одним из самых точных методов контроля и технической диагностики, толщинометрии, дефектоскопии, благодаря высококлассным приборам вихретокового контроля, основанных на вихретоковых преобразователях контроля, современный вихретоковый неразрушающий контроль позволяет диагностировать самые разные электропроводящие материалы, такие как металлы, сплавы, графит, полупроводники.

При помощи вихретокового метода обнаруживают несплошности, измеряют точные размеры, выявляют вибрации, определяют физико-механические характеристики и состояние объектов. На сегодняшний день данный метод контроля позволяет выполнять техническую диагностику.

К его преимуществам обычно относят, прежде всего, высокую чувствительность к микроскопическим дефектам, которые находятся на поверхности либо в непосредственной близости от исследуемого участка металлического объекта. Вихретоковый неразрушающий контроль эффективен даже в том случае, если между исследуемым объектом и преобразователем есть небольшой зазор (от нескольких долей миллиметра до нескольких миллиметров).

Вихретоковый метод неразрушающего контроля для многих привлекателен еще и сравнительно высокой скоростью проведения. Даже если объект имеет сложную геометрию, либо находится в труднодоступном месте, такой контроль вполне возможен и эффективен. Данный метод имеет широкий спектр возможностей, благодаря которым наша промышленность развивается, для того чтобы произвести качественный контроль нужен прибор, который оснащен всеми нужными функциями, быстрый, гарантирующий точность результата, основой которого являются вихретоковые преобразователи.

1. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В.В. Клюев, Ф.Р. Сосин - 3-е изд., испр. и доп. М.: Машиностроение, 2005. 656 с.

2. Электромагнитный контроль: учебное электронное текст. Издание / Костин В.Н. Екатеринбург, 2013. 286 с.

3. https://ru.wikipedia.org

4. Неразрушающий контроль: практ. пособие в 5 кн.: кн. 2 Акустические методы контроля / И.Н. Ермолов, Н.П. Алешин. М., высш. шк., 1991. 283 с.

5. ГОСТ 7.32-2001. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления. Э, ,Введ. 01.07.2002. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 22 с.

6. ГОСТ Р 7.0.5-2008. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления. Введ. 28.04.2008. М.: Федеральное государственное учреждение «Российская книжная палата» Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям. 2008. 22 с.

Размещено на .ru