Имитатор воздействия подповерхностных дефектов для вихретоковых дефектоскопов с проходными преобразователями

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для настройки, поверки и градуировки вих2 3 ретоковых дефектоскопов с проходным преобразователем . Цель - повышение точности имитации - достигается благодаря тому, что отсутствуют искажение линий тока, обтекающих дефект. Ток, возбужденный в образце с имитатором подповерхностного дефекта, обтекает несплошности по двум руслам, разделенным поверхностью сопряжения. Поверхность сопряжения выбрана так, что не вносит дополнительных искажений из-за разделения образца на части 1, 2. При неточности сборки имитатора возможно несовмещение кромок несплошности, вследствие чего ток перетекает из одного слоя в другой. Однако благодаря-диэлектрической пленке 3 это не сказывается на точности имитации, Таким образом повышается технологичность изготовления образцов с высокой точностью имитации подповерхностных дефектов. 2 з.п. 4 ил. 1 ф-ЛЫ, ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1619151. А1 .. (Г9) (!! ) (я)5 G 01 N 27/90

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4411131/28 (22) 04,02.88 (46) 07,01,91. Бюл. N 1 (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (72) П.Н.Шкатов, А,А,Шишкарев; Г.А.Касимов и Е.Э.Палеес (53) 620,179.14(088.8) (56) Приборы для неразрушающего контроля материалов, изделий. Справочник. Кн. 2.

/.Под ред. В.В.Клюева. — M.: Машиностроение, 1986, с. 230.

Авторское свидетельство СССР

¹ 739391, кл, G 01 N 27/90, 1978, (54) ИМИТАТОР ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОДПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ ДЛЯ ВИХРЕТОКОВbIX ДЕФЕКТОСКОПОВ С

ПРОХОДНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для настройки, поверки и градуировки вихр л ретоковых дефектоскопов с проходным преобразователем, Цель — повышение точности имитации — достигается благодаря тому, что отсутствуют искажение пиний тока, обтекающих дефект. Ток, возбужденный в образце с имитатором подповерхностного дефекта, обтекает несплошности по двум руслам, разделенным поверхностью сопряжения, Поверхность сопряжения выбрана так, что не вносит дополнительных искажений из-за разделения образца на части 1, 2. При неточности сборки имитатора возможно несовмещение кромок несплошности, вследствие чего ток перетекает иэ одного слоя в другой. Однако благодаря диэлектрической пленке 3 это не сказывается на точности имитации, Таким образом повышается технологичность изготовления образцов с высокой точностью имитации подповерхностных дефектов, 2 з.п. ф-пы, 4 ил.

1619151

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для настройки, поверки и градуировки вихретоковыхдефектоскопов с проходным преобразователем.

Цель изобретения — повышение точности имитации.

На фиг. 1 представлена конструкция имитатора; на фиг. 2 — расчетная модель; на фиг. 3 и 4 — расчетные зависимости.

Имитатор состоит из наружной трубы 1, внутренней трубы 2, в которых со стороны поверхности сопряжения выполнены полости «1а глубину — — х и — + х соответственh h

2 2 но. Трубы изолированы друг от друга при помощи диэлектрической пленки 3, Расчетная модель содержит верхнее зеркальное изображение 4, контур трещины 5, нижнее зеркальное изображение 6, Имитатор подповерхностных дефектов для вихретоковых дефектоскопов с проходными преобразователями используется следующим образом.

В образце при помощи проходного вихретокового преобразователя (не показан) возбуждаются вихревые токи. Под влиянием имитатора внутреннего дефекта они разделяются на два русла относительно поверхности, в окторой лежит плоскость сопряжения наружной 1 и внутренней 2 труб, Вследствие этого влияния плоскость сопряжения исключается. Диэлектрическая пленка 3 препятствует перетеканию тока из одной трубы в другую при неточной сборке.

Конструкцию предложенного имитатора подповерхностных дефектов для вихретоковых дефектоскопов с проходными преобразователями можно обосновать следующим образом. Под действием внутреннего дефекта возбужденные в образце токи перераспределяются по определенным контурам обтекания, Подобные контуры можно получить как результат действия вторичных источников, размещенных в объеме дефекта. Эти источники можно представить

< совокупностью. электрических диполей.

Чтобы определить картину силовых линий

ВТОРИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ, МОЖНО ВОСПОЛЬЗОваться подобием магнитных и электрических полей при определенных условиях, В нашем случае для этого электрические диполи заменяются магнитными, а электропроводя щэя среда — ферромагнитной.

Согласно теоремы Стокса совокупность магнитных диполей в итоге сводится к рамке с током, охватывающей плов(адь трещины по ее контуру. Границы раздела по поверхностям изделия учитываются с помощью вертикальных изображений этой

40 рамки. B результате получаем расчетную модель (фиг. 2), т.е. бесконечную последовательность изображений. Однако, существенный вклад в формирование силовых

5 линийдаюттолькодвэ изображения, размещенные над поверхностями труб.. Для нас представляет интерес поверхность, относительно которой русла тока, обтекающего трещину, разветвляются. Эта поверхность

10 разветвления совпадает с поверхностью, в которой вектор-потенциал А, определяемый суммой токов в рамке и ее изображениях равен нулю. При этом искомая поверхность проходит через плоскость основной рамки, 15 охватывающей трещину, Для протяженной трещины рамка вырождается в двухпроводную линию и наличие такой поверхности становится совершенно очевидным, так как вертикальные стороны протяженной рамки

20 дают несущественный вклад в картину распределения силовых линий вторичных источников. Для короткой рамки картина поля усложняется. Однако положение поверхности разветвления не изменяется.

25 Смещение х поверхности разветвления относительно середИны дефекта определяется из уравнения, полученного при условии равенства нулю вектор-потенциала А от суммы токов в основной рамке и ее изобра30 жениях. Уравнение имеет вид

Г1 Г4 Г5 = Г2 ГЗ Гб

Г1= — — х; Г2 +х;

2 2

3= — — R1 — Т +д + — — х:

R) h

Г4= — — R1 — Т +О+ — — х;

R) h

Г2 2 2

15= R1

R)

+х +Т вЂ” д; гг 2

l5 =R1 +х+Т вЂ” д, Р1 h

r1 2 где х — смещение плоскости сопряжения

45 относительно середины дефекта;

Т вЂ” суммарная толщина труб;

R — глубина залегания дефекта; д — глубина дефекта;

r1 и r2 — верхняя и нижняя стороны

50 поверхнocTl4 сопряжения; гз и г4 — ближняя и дальняя стороны верхнего зеркального изображения от поверхности сопряжения; г5и Г5 — ближняя и дальняя стороны нижнего зеркального изображения от поверхности сопряжения.

Решение уравнения целесообразно получить численными методами. Результаты представлены на фиг. 3 и 4 в виде зависимостей х = f(h) и х = т(д) при фиксированных

1619151 значениях д, Т и h, Т соответственно. Величина х нормирована по Т.

Полости имитируемого дефекта выполняются со стороны поверхностей сопряh жения в наружной трубе на глубину — — х, h а во внутренней трубе — на глубину — + х .

Формула изобретения

1. Имитатор воздействия подповерхностных дефектов для вихретоковых дефектоскопов с проходными преобразователями, содержащий две телескопически сопряженные трубы с суммарной толщиной Т, в одной иэ которых выполнена полость.со стороны поверхности сопряжения. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности имитации, во второй трубе выполнена полость, соответствующая полости в первой трубе, толщина Тн наружной трубы выбрана равной д +.т — x, где д — глубина эалегаh ния дефекта; h — глубина имитируемого дефекта; х — смещение плоскости сопряжения

h относительносерединыдефекта, — + х — глуh бина полости наружной трубы, — — х — глуби 2

10 на полости внутренней трубы, а величина х определяется иэ соотношения

Г1 Г4 Г5 = Г2 ГЗ Г6;

5 . 2, 2 г1 = — — x; r2 = — + x; гз= — — R1 — Т +д+ — — х;

RI Ь г1 2

R) . Ь

Г4= — R1 — Т +д+ — — х;

Г2 2

R) h

Г6= R1 — — — — +х+Т вЂ” д; г2 2

R) h

Г6 =Й1 — — — — -I х +Т вЂ” д;

1" 1 2 где г1 и гг — верхняя и нижняя стороны поверхности сопряжения; гэ и г4 — ближняя и дальняя стороны верхнего зеркального иэображения от по20 верхности сопряжения; гби г6 — ближняя и дальняя стороны нижнего зеркального и абражения от поI верхности сопряжения.

2. Имитатор по и. 1, отличающийся тем, что трубы электрически изолированы,от поверхности сопряжения, 3, Имитатор по п,2, отл и ч а ю щи йс я тем, что электрическая изоляция выполнена в виде диэлектрической пленки, размещен30 ной между слоями, 1619151

7p h

412

7,0

Составитель Л. Крюкова

Техред М„Моргентал КорректЪр А. Осауленко

Редактор Л. Гратилло

Заказ 42 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбина "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101