Неразрушающие методы контроля. Каневский И.Н - 58 стр.

       На рис. 6.4 датчик заменен эквивалентным витком, коорди-                  Например, на частоте 1,5 МГц для немагнитных материалов
наты с и z выражены через радиус эквивалентного контура                   при у = 0,65 • 106 См/м z0= 0,53 мм; при у = 106 См/м z0= 0,14 мм;
вихревых токов. Плотность тока выражена через максимальное                при у = 25 •106 См/м z0= 0,08 мм. На частоте 150 Гц z0 увеличивается
ее значение д01 на поверхности.                                           в 100 раз по сравнению с указанными значениями для тех же мате-
       При контроле накладным датчиком (рис. 6.4,а) на его оси д          риалов.
= 0, с увеличением с увеличивается д, достигая максимума при                     В местах дефектов сплошности материала вихревые токи,
с=Rq (при h = 0). При удалении датчика от поверхности макси-              подтекая под дефект, могут проникать на глубину больше чем z0.
мальное значение д(с) уменьшается, а при использовании наклад-                   На силу вихревых токов оказывает влияние не только
ного датчика увеличивается также радиус эквивалентного контура            наличие дефекта, но также площадь изделия, электропроводность
(кривая 3). Фазы токов, находящихся внутри эквивалентного кон-            материала у и его магнитная проницаемость м. Уменьшение м и у
тура, одинаковы.                                                          будет ослаблять вихревые токи так же, как и появление дефекта.
       При контроле короткими проходными датчиками (рис. 6.4,             Для использования токовихревого метода в дефектоскопии необхо-
б, в, А) максимум д(z) расположен под эквивалентным витком.               димо иметь способы отстройки от влияния изменения других
Фаза вихревых токов изменяется вдоль оси z в обе стороны от               параметров.
максимума.                                                                       Сигнал датчика представляет собой комплексную величину
       По мере углубления в металл – увеличения z, уменьшения             вносимого активного и индуктивного сопротивлений Zвн= Rвн +
с < Rп (рис. 6.4, б, Б) или увеличения с > Rп (рис. 6.4, в, Б) – наблю-   + jщLвн или активной и реактивной составляющих вносимого
дается резкое уменьшение плотности и запаздывание вихревых токов.         напряжения Uвн = Uавн + jUрвн для трансформаторного датчика.
       Из анализа графиков д(с), д(z) следует, что вихревые токи                 Поскольку параметры вихревых токов зависят от электро-
сосредоточиваются в том месте изделия, в котором проникающее              проводности у, проницаемости мr , сплошности металла, от этих
в него поле имеет максимальное значение.                                  же величин зависит и сигнал. Чаще принято рассматривать измене-
       Затухание вихревых токов по глубине происходит по закону,          ние сигнала датчика совместно на комплексной плоскости сопро-
близкому к экспоненциальному. Плотность тока на глубине Z равна           тивлений или напряжений. Зависимость сигнала от обобщенного
                                                                          параметра в, положения датчика относительно изделия, его формы,
                    δ / δ 01 = exp(−z πfµ 0 σ ),                          размеров, сплошности материала представляет собой сложную
                                                                          комплексную функцию. Влияние каждой переменной на сигнал
где δ 01 − плотность тока на поверхности контролируемого изде-
                                                                          изображается графически на комплексной плоскости Rвн, jщLвн или
лия, когда Z=0.                                                           Uавн, jUрвн.
       Для сравнения распределения вихревых токов по глубине в                   В подавляющем большинстве случаев основой при анализе
различных металлах на разных частотах введено понятие – услов-            этих зависимостей служит годограф сигнала F(в0) витка, плотно
ная глубина проникновения ВТ z0. Это расстояние от поверхности            прилегающего к немагнитному изделию. На рис. 6.5 представлен
до слоя, в котором плотность вихревых токов меньше, чем на                годограф, отображающий влияние на датчик электропроводности
поверхности, в e раз.                                                     и частоты возбуждения. Влияние этих величин на сигнал одина-
                                                                          ково, что следует из выражения для обобщенного параметра
                        z0 = 1
                                   πfµ 0 µ r σ .                          в 0 = Dэ ущм0 . Сигнал для каждого значения в0 является макси-

                                  114                                                                     115