Имитатор дефектов

 

1.ИМИТАТОР ДЕФЕКТОВ, содержащий циливдрическое основание, от-. личающийся тем, что, с целью ресширения функциональных возможностей путем имитации торцовых дефектов, он снабжен стержнем из непроводящего материала, установленным .соосно с основанием внутри него, и не менее,- чем двумя, токопроводящими дисками, размещенными на выступающих концах стержня встык с основ анием. . 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5ц 4 С 01 N 27/82

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Б

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Х. мф (21) 3750170/25-28 (22).31.05.84 (4б) 15.11.85.Бюл. Ф 42 (71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехники с опытным производством Института физики АН ЛатвССР (72) М.В,Демидов (53) б20.179.14(088..8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 739391, кл. G 01 N 27/82, 1978.

„„80 „„1 19. 1 (54) (57) 1.ИМИТАТОР ДЕФЕКТОВ, содержа" щий цилиндрическое основание, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с

l целью ресширения функциональньж. воз- можностей путем имитации торцовых дефектов, он снабжен стержнем из непроводящего материала, установленным соосно с основанием внутри него, и не менее; чем двумя, токопроводящнми дисками, размещенными на выступающих концах стержня встык с основанием.

1191813 ния.

2. Имитатор по п.! о т л и ч а юшийся тем, что, с целью имитации торцовых распределенных поверхностных дефектов, диски выполнены из материала с меньшей электропроводностью, чем основание, а радиусы дисков выбраны равными радиусу основания.

3 ° Имитатор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью имитации торцовых дефектов типа крупных пустот, диски выполнены из материала с той же электропроводностью, что и основание, а радиусы дисков выбраны меньшими, чем радиус основания.

4. Имитатор по п.l, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью имитации торцовых подповерхностных дефектов типа расслоений, диски выполИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при настро11ке дефектоскопов и для моделирова1ьня дефектов, характерных для торцовых 5 у 1 аст1(ОВ 1JIIIIEII jlpII lеСКИХ де та:lей .

Цель изобретегн1я — расширеш1е функциональн11х Возможностей путем имитации торцовых дефекто13, а именно — торцовых распреpeFleIIIEI>tx поверхностн1.1х дефектов, торцовых дефектов типа крупных пустот, торцовых подповерхностных дефектов типа расслоений и торцовых тонких протяже1ьных дефектов типа поверхностных тре1цин.

На фиг, 1 представлен имитатор дефектов с измерительным преобразователем; на фиг. 2-5 — конструкции дисков, имитирующих дефекты различн11х типо13.

Имитатор дефектов состоит из основания 1, выполненного в виде одно-или многослойного протяже1гного цилиндра, изготовленного;1з токопроводящего материала (например, из алюминия или другого материала, характерного для группы контролиру-, емых деталей), стержня 2 из нетокопроводящего материала (11анример, эбонита ), размещенного внутри осно- 30 ванпя 1, сооснс с ним,и не менее нены из трех концентрических слоев, внешний и внутренний слои Выполнены из материала с электропроводностыо, равной электропроводности основания, средний слой — из материала с меньшей электропроводностью, чем у основания, а радиус внешнего слоя равен радиусу основания.

5. Имитатор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью имитации торцовых тонких протяженных дефектов типа поверхностных трещин, диски выполнены из двух концентрических колец из материала с той же электропроводностью, что и основание, а внешнее кольцо разомкнуто и имеет рад11ус, равный радиусу ОсноваД13 y X 1 О К 0 Н !) О В ОД Я ЩИ Х ТОРЦОВЫХ Д И С К 0 В

3 и 4, размещенных на высту11ающих концах стержня 2 Встык с Основанием 1.

Контроль дефектов, Воссоздаваемых имитатором, осуществ;,1яется электромагll»E III,II; проход1п 1м 11реобразо13а1елем 5, вкл1оченным в измеритель.«:ую цепь дефектоскопа 6.

Диски 3 « 4, имитирующ13е торцовые распределепныо поверхностные ефекты, Выполнены 1 3 материала с меньшей электропроводностью, чем основание 1, а радиусы дисков 3 и 4 выбраны равными радиусу основания 1 (фиг.2,.

Для имитации торцовых дефектов типа крупных пустот диски 3, 4 выполнены из материала с то1 же электропроводностью, что и основание 1, а их радиусы выбраны меныпими, -;ем радиус основаьп1я 1 !фиг.31.

Для имитации торцовых подповерхностных дефектов типа расслоений диски 3, 4 выполнены из трех концентрических слоев 7, 8 и 9. Слои 7 и 9 Выполнены из материала с электропроводностыо, равной электропроводности основания 1, а средний слой

8 — из материала с меньшей электропроводностью, чем основание 1(фиг.4).

1191813

Для имитации торцовых тонких протяженных дефектов типа поверхностных трещин диски выполнены из двух кон-. центрических колец 10 и 11 из материала с той же электропроводностью, 5 что и основание 1, а внешнее кольцо 10 разомкнуто и имеет радиус, равный радиусу основания 1 (фиг.5).

Имитатор дефектов работает следующим образом.

Для настройки дефектоскопа и определения его параметров по отношению к торцовым дефектам того или иного вида полностью собранный имитатор, представляющий собой цилиндрическое основание 1 со стержнем 2 и размещенными на выступающих концах стержня 2 дисками 3, 4 из токопроводящего материала встык с осно20 ванием 1, перемещают со скоростью

V через измерительный проходной преобразователь 5. При этом в измерительной схеме дефектоскопа 6 в момент прохождения дисков 3 и 4 возникнут сигналы, величина и характер которых зависят от вида дефектов. Варьируя конструкцию торцовых дисков, их размеры и свойства, а также взаимное сочетание дисков, исследуют зависимость параметров, возникающих сиг налов (амплитуду и скорость нарастания )от характера и размера дефектов.

Различная конструкция дисков в зависимости от вида имитируемого де- З5 фекта объясняется следующим.

Все»п»огообраз»ле дефектов различного вида, в том числе и имитируемые торцовые, сводят к четырем обобщенным группам дефектов, которые отлича- 40

»отся друг от друга особенностями физических процессов при взаимодействии конкретного торцового дефекта с первичным электромагнитным полем измерительного преобразователя 5 дефек-45 тоскопа 6. Такими видами дефектов, встречающихся при контроле качества деталей в процессе производства, явля»отся: распределенные поверхностные дефекть: (скопление пор, мелкие неметаллические включенг»я, очаги коррозии и т.д. ); дефекты в виде крупных пустот (раковины, значительные неметаллические включения, вмятины и т.д.); подповерхностные дефекты типа расслоений (наклеп, обжатие и т.д. }; тонкие протяженные дефекты (типа поверхностных трещин и т.д. ).

Конструктивное исполнение токопроводящих дисков па торцах имитато ра осуществляется с учетом особенностей дефектов каждого из указанных классов.

Так как распределенные поверхностные дефекты влекут за собой уменьшение электропроводности материала, то диски 3 и 4 (фиг.2)в этом случае изготавливаются иэ токопроводящего материала с электропроводностью Ь,, меньшей, чем электропроводность 6, материала основания

1 (т.е. вь»церживается условие 6„(6 ); а ввиду того, что су»лмар»»ь»й размер для таких дефектов значительно мень-. ше диаметра эквивалентного контура вихревых токов, диски 3, 4 выполняются такого же размера как и цилиндрическое основание 1 (т.е выдерживается условие R =R ). Суммарс ныл» размер дисков, имитирующих дефекты в виде крупных пустот (фиг.2б) соизмерим с диаметром эквивалентного контура вихревых слоев преобразователя 5, а в относительно большом объеме, з".íèìàåìîì такими дефектами на торцах контролируемой детали, вихревые токи вообще не протекают. Поэтому диски 3, 4 (фиг.3) выполняются из материала, электропроводность 6, которого равна электропроводности .6 материала основания, а размер торцового диска (дисков ), выражаемый его радиусом R выполняется меньшим,. чем размер R, цилиндрического основания (т.е. выполняются условия Ь„=5 (" о). с

Подповерхностные дефекты типа расслоений расположены в плоскости, параллельной внешней поверхности детали, они часто развиваются вдоль торцов коротких деталей, физически они существенно не влияют на траекторию вихревых токов, но заметно изменяют их распределение по глубине: торцовые диски 3, 4 (фиг.4), имитирующие скачкообразное изменение плотности вихревых токов вдоль радиуса, конструктивно выполнены по крайней мере из трех концентрических слоев

7, 8 и 9 из материала с различной электропроводностью, радиус внешнего слоя 7 равен радиусу основания

1, проводимость — меньшую, чем у основания; радиусы слоев соответст1191813

If ф, р

И1ИИПИ Заказ 7151/41 Тираж 896 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 вуют глубине залегания имитируемого дефекта (т.е. выполняются соот 0

Тонкие протяженные дефекты также развиваются на торцах коротких деталей и характеризуются длиной, шириной раскрытия и глубиной распространения. Конструкция дисков 3 и 4, имитирующих указанный естественный дефект (например, поверхностную трещину ), состоит иэ двух концентрических колец 10 и 11, одно из которых разомкнуто, что моделирует физический процесс разрыва линий вихревых токов в указанном слое: электропроводпость материала колец

10 и ll выбирается одинаковой и равной электропроводности основания 1, а ширина d> äècêà 3 или 4 и радиусы

R и Е„ его колец !О и 11, а также размеры Й,, изъятого сегмента определяются длиной, шириной и глубиной распространения реального дефекта (т.е ° выполняются соотношения

=const; R„ (R,).

Указанйое позволяет создать целый комплект токопроводящих дисков различных размеров.,одно- и многослойных с различными электрическими свойствами, что обеспечивает исследование одним имитатором практичес-!

0 ки всех, наиболее распространенных в производстве, торцовых дефектов.

Для того, чтобы повысить качество имитации дефектов., т.е. степень подобия реальному процессу взаимодей15 ствия конкретного торцового дефекта с локальным полем измерительного преобразователя 5, в зонах стыка цилиндрического основания 1 и торцовых дисков 3, 4 применяют для обеспече20 ния более плавного перехода суспензии, например,в виде машинного масла и металлических опилок из того же материала, из которого изготовлено цилиндрическое основание 1.