Вихретоковые методы контроля
Вихревые методы контроля основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в поверхностном слое контролируемого металла. Катушку при работе накладывают на заготовку или заготовку располагают между двумя катушками (возбуждающей и измерительной). Так различаются метод накладной катушки от экранного метода.
Вихревые токи — это замкнутые токи, индуцированные в проводящей среде изменяющимся магнитным полем. Если через катушку пропускать ток определенной частоты, то магнитное поле катушки возбуждает в испытуемом металле вихревые токи, поля которых оказывают воздействие на поле катушки. Появление трещины на металле вызывает искажение или даже разрыв поля вихревых токов, изменяется характер взаимодействия индуцированного поля и поля катушки, которое требуется зафиксировать и расшифровать.
Метод вихревых токов позволяет обнаружить как поверхностные, так и подповерхностные дефекты, с его помощью удается выявить малораскрытые трещины, покрытые “мостиками”. Однако метод не столь нагляден, как группа предыдущих. На обычной стали из-за ее высокой магнитной неоднородности он может давать искаженные результаты, поэтому чаще всего применяется для контроля заготовок из немагнитных материалов.
Чувствительность метода практически целиком зависит от конструкции катушки индуктивности (датчика). В процессе работы датчик перемещается по поверхности изделия, при этом прежде наведенные вихревые токи исчезают, и новые токи появляются только в месте расположения датчика. Они в основном концентрируются в поверхностных слоях и ослабевают по мере заглубления в металл. Глубина проникновения вихревых токов — расстояние от поверхности, на котором плотность вихревых токов уменьшается в е раз (е — основание натурального логарифма), — определяет ту максимальную глубину залегания дефектов, на которой они определяются. Чем выше электропроводность материала и частота возбуждения, гем больше глубина выявляемых дефектов. Меняя частоту, можно оценить характер распределения дефектов по глубине.
Метод вихревых токов очень чувствителен к различным мешающим факторам (расстояние датчика от поверхности, неоднородность магнитных свойств металла, форма и чистота поверхности металла и т. д.), поэтому большинство исследований и конструктивных решений ведется в направлении стабилизации и надежности метода. Его применяют также в сочетании с другими методами.
