Устройство для магнитного контроля ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля сплошности и дефектов геометрии шва электросварных труб в технологическом потоке. Целью изобретения является повышение достоверности при контроле сварных швов. Для этого поверхность намагниченного изделия сканируют первым феррозондовым преобразователем 1, состоящим из двух полузондов, с измерительных обмоток которых снимают сигналы, по которым судят о качестве изделия, и вторым феррозондовым преобразователем 2, у которого расстояние между полузондами устанавливают равным двум толщинам стенки изделия. При этом на полузонды воздействуют дополнительным магнитным полем до тех пор, пока разность сигналов при сканировании обоими преобразователями бездефектного изделия не станет минимальной. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/87

ГОСУДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еекаВ (21) 4439759/25-28 (22) 14;06.88 ! (46) 07,08.90. Бюл. № 29 (71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Ю.А.Букасев, В,С.Федоринин, Л.А.Мироненко и А.П.Маруллин (53) 620.179.14(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 578611, кл. G 01 N 27/87, 03.10.74.

Авторское свидетельство СССР № 864104, кл. G 01 N 27/87, 13.08.79. (54) УСТРОЙСТ80 ДЛЯ МАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля сплошности и дефектов гео„„5U „„1583827 А 1 метрии шва электросварных труб в технологическом потоке, Целью изобретения является повышение достоверности при контроле сварных швов. Для этого поверхность намагниченного изделия сканируют первым ферроэондовым преобразователем

1, состоящим иэ двух полузондов, с измерительных обмоток которых снимают сигналы, по которым судят о качестве изделия, и вторым ферроэондовым преобразователем 2, у которого расстояние между полузондами устанавливают равным двум толщинам стенки изделия. При этом на полуэонды воздействуют дополнительным магнитным полем до тех пор. пока разность сигналов при сканировании обоими преобразователями беэдефектного изделия не станет минимальной. 3 ил.

1583827

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для контроля сплошности и дефектов геометрии шва электросварных труб в технологическом потоке.

Целью изобретения является повышение достоверности при контроле сварных швов за счет обнаружения как дефектов сплошности, так и дефектов геометрии шва непосредственно в линии стана, возможности различать протяженные дефекты от непротяженных, поверхностных ат внутренних и сквозных.

На фиг. 1 представлена схема устройства для магнитного контроля ферромагнитных изделий; на фиг. 2 — диаграмма напряжений сигнала на выходе устройства; на фиг. 3 — распределение нормальной составляющей поля рассеяния над швом.

Устройство для магнитного контроля ферромагнитных изделий содержит два феррозондавых преобразователя 1 и 2 с разными базами, блок обработки сигналов, выполненный в виде двух идентичных каналов, каждый иэ которых соединен с соответствующим феррозондовым преобразователем и представляет собой соответственно избирательные усилители 3 и 4, объединенные входами соответственно фазовые детекторы 5 и 6 и амплитудные детекторы 7 и 8, индикаторы 9 и 10, подключенные к выходам фазовых детекторов 5 и

6, блок 11 вычитания, входы которого подключены к выходам амплитудных детекторов 7 и 8 обоих каналов. Устройство содержит также подключенные к выходу блока 11 вычитания блок 12 дифференцирования с сигнализатором 13 дефектов, интегрирующий блок 14 с сигнализатором 15 дефектов, третий фазовый детектор 16, к выходу которого подключен индикатор 17.

На фиг. 3 введены следующие обозначе, ния; кривая 18 — поле наружного дефекта сплошности (непровара) с малым раскрытием 0,1 мм; кривая 19 — поле дефекта, расположенного на внутренней поверхности шва (внутренний дефект); кривая 20 — поле внутреннего грата (дефект сплошности отсутствует); кривая 21 — поле полюсов электромагнита (не показан); кривая 22— поле сквоэнога дефекта.

Устройство работает следующим образом.

Общим для кривых нормальной составляющей поля различных дефектов является наличие двух разнаполярных экстремумов, расположенных по абе стороны сварного шва. Сварной шов при сварке давлением представляет собой узкую зону сцепления соединяемых полос металла, образующих

50 так называемый сварной стык шириной несколько десятков микрон. Существенным отличием их является различное удаление экстремумов от шва, что и определяет оптимальную базу феррозондовых преобразователей или оптимальное расстояние между полузондами, при котором достигается наилучшая выявляемость дефектов и наибольшая достоверность контроля, Так, согласно расположению экстремумов на кривых полей дефектов (типа канавки), представленных на фиг. 3, можно предсказать оптимальное расстояние между полузондами для каждого вида дефекта.

Для надежного обнаружения наружного дефекта глубиной 1 мм расстояние между полузондами должно быть порядка 1,4 — 1,6 мм, для надежного обнаружения такого же по типу и размеру дефекта на внутренней поверхности эта расстояние должно быть порядка 5,2 — 6 мм, что составляет ориентировочно две толщины стенки трубы, Поле сквозного дефекта (кривая 22) поддается обнаружению феррозондовым преобразователем с малой и большой базами с одинаковой надежностью в силу большего пространственного распределения. Этим можно объяснить сравнительно легкую выявляемость сквозных дефектов на практике.

Поля дефектов геометрии типа внутреннего грата отличаются от полей дефектов сплошности полярностью экстремумов и их формой.

Если поля дефектов являются перемен- . ными, случайными составляющими поля шва, то поле полюсов (кривая 21) является постоянной составляющей, С удалением ат шва эта составляющая растет, чта следует учитывать при осуществлении способа контроля. Структурная составляющая поля шва (не показана) не превышает 0,5 — 1 А/см, локализуется у поверхности шва на расстоянии да:"1,5 мм от него и в сильных намагничивающих полях практически не проявляет себя и не влияет на результаты контроля, Контролируемую трубу 23 помещают в пойеречное однородное по длине шва магнитное поле полюсов П-образного электромагнита. Преобразователи сбалансированы так, что на бездефектнам шве при отсутствии наружного и внутреннего грата сигналы в блоке 11 вычитания взаимно уничтожаются. На индикаторах 9 и 10 показания будут равны, а на индикаторе 17 — равны нулю, Преобразователь 1 имеет большую базу, чем преобразователь 2, и поэтому более чувствителен к неоднородности намагничивающего поля (кривая 21 на фиг. 3); созданного полюсами электромагнита, Для

1583827 компенсации влияния этого поля через катушки на полузондах пропускают постоянный ток до тех пор и до той величины, при . которой сигнал помехи на выходе преобра:зователя 1 не станет равным сигналу поме- 5 хи на выходе преобразователя 2, Тогда разность сигнала помехи, наблюдаемого на индикаторе 17, будет равна нулю.

Рассмотрим четыре основных случая, :которые могут иметь место на практике, и 10

:какие сигналы мы будем при этом наблю:дать на индикаторах 9, 10 и 17, На шве имеется не снятый внутренний, грат по всей длине трубы, Тогда на индика,торе 9, работающем от преобразователя 1, 15 ; появится сигнал отрицательной полярности, Eg, а на индикаторе 1 0 (преобразователь 2)

:будем наблюдать сигнал помехи Ещ поло жительной полярности, Результирующий ,: сигнал Е<о будем видеть на индикаторе 17 20 (фиг. 2а). В результате вычитания сигнала Eg

: иэ Elo они сложатся. Сигнал Е17 по амплиту,:де будет представлять сумму сигналов Eg u

: Ею.

На шве с гратом появился поверхност- 25 ,ный дефект сплошности (непровар) конеч ной протяженности (фиг. 2 б), На него .:отреагирует преобразователь 2, и на инди-! каторе 10 на фоне сигнала-помехи появится

:положительный импульсный сигнал, кото- 30 рый после вычитания сигнала отрицатель;ной полярности от внутреннего грата даст на индикаторе 17 увеличенный по амплитуде суммарный сигнал Еп.

В результате заглубления резца грато- 35 снимателя (фиг. 2 в) в стенку трубы на шве, образовалось утонение большой протяжен ности, На это отреагирует преобразователь

:1, и на индикаторе 9 появится сигнал Eg

; положительной полярности. 40

При наличии поверхностного дефекта .;сплошности небольшой длины сигнал на ин дикаторе 10 остается без изменения как и в

; предыдущем случае, однако резул ьти рующий сигнал Е17 изменится по амплитуде и 45 форме.

На шве беэ грата появились в одном сечении два одинаковых дефекта сплошности конечной длины: один на наружной поверхности, другой на внутренней поверхности шва (фиг. 2 г), На внутренний дефект отреагирует преобразователь 1, на поверхностный — преобразователь 2. На индикаторах 9 и 10 бувем наблюдать два импульсных сигнала положительной полярности на фоне сигнала-помехи, Поскольку дефект проходит под преобразователями не одновременно, то импульсы их на индикаторах разнесены по времени, Поэтому после операции вычитания сигналы не уничтожились. Сигнал от внутреннего дефекта лишь. поменяет свой знак. То же самое будет иметь место при наличии сквозного дефекта. На индикаторе

17 будем видеть два раэнополярных сигнала.

Формула изобретения

Устройство для магнитного контроля ферромагнитных изделий, содержащее феррозондовый преобразователь, блок обработки сигналов и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности при контроле сварных швов. он снабжен вторым феррозондовым преобразователем, база которого отлична от базы первого феррозондового преобразователя, а блок обработки сигналов выполнен в виде двух идентичных каналов, каждый иэ которых соединен с выходом соответствующего феррозондового преобразователя и представляет собой обьединенные входами амплитудный и фазовый детекторы и индикатор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, блока vI.-I II: I аь::.входы которого подключ =.III,l к выхода плитудн ых детекторов обоих каналов, ггодключенных к выходу блока вычитания., блока дифференцирования с сигнализатором дефектов, интегрирующего блока с вторым сигнализатором дефектов и третьего фазового детектора, выход которого подклю IoII к входу первого индикатора.

1583827 (Риг. 2

А сн

Составитель И.КесоянРедактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М.Самборская

Заказ 2250 Тираж 513 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101