Μη Καταστροφικοί Έλεγχοι Η μέθοδος των δινορρευμάτων

Transcript

1 Μη Καταστροφικοί Έλεγχοι Η μέθοδος των δινορρευμάτων Θεόδωρος Θεοδουλίδης Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πολυτεχνική Σχολή Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας meander.uowm.gr

2 Αναγνωρισμένες μέθοδοι Μη Καταστροφικών Ελέγχων Κάθε μία: (ι) βασίζεται στο δικό της φυσικό φαινόμενο (πάντα αλληλεπίδραση ενέργειας και εξαγωγή πληροφορίας) (ιι) και έχει το δικό της πεδίο εφαρμογών 1. Ραδιογραφικές (RT) 2. Υπέρηχοι (UT) 3. Ηλεκτρομαγνητικές (ΕΤ) 4. Μαγνητικά Σωματίδια (ΜΤ ή MPI) 5. Διεισδυτικά Υγρά (PT) 6. Οπτικός Έλεγχος (VT) 7. Θερμογραφία (IRT) 8. Ακουστική Εκπομπή (ΑΕΤ) 9. Ραδιογραφία Νετρονίων (NRT) 10. Διαρροής (LT)

3 1. Ραδιογραφικές (RT)

4 2. Υπέρηχοι (UT)

5 3. Ηλεκτρομαγνητικές (ET) 1. Δινορρεύματα (ECT) 2. Μαγνητική Διαρροή (MFL) 3. Απομακρυσμένου Πεδίου (RFT) 4. Μικροκυματικές Τεχνικές 5. Terahertz 6. ACFM - ACPD

6 4. Μαγνητικά Σωματίδια (MT ή MPI)

7 5. Διεισδυτικά Υγρά (PT)

8 6. Οπτικός Έλεγχος (VPT)

9 7. Θερμογραφία (IRT)

10 8. Ακουστική Εκπομπή (AET)

11 9. Ραδιογραφία Νετρονίων (NRT)

12 10. Διαρροής (LT)

13 Γενική εφαρμογή της μεθόδου δινορρευμάτων

14 Πληθώρα κεφαλών (ανάλογα με την εφαρμογή)

15 Γενικά για τη μέθοδο δινορρευμάτων Εφαρμογές Ανίχνευση σφαλμάτων (επιφανειακές και υποεπιφανειακές ρωγμές, διάβρωση) Μέτρηση πάχους (λεπτά μεταλλικά ελάσματα, επικαλύψεις) Ταξινόμηση μετάλλων και κραμάτων τους (μέτρηση αγωγιμότητας και σκληρότητας, θερμικής κατεργασίας και αλλοίωσης) Πλεονεκτήματα Δεν απαιτείται άμεση επαφή της κεφαλής με το ελεγχόμενο δοκίμιο ούτε ιδιαίτερη προετοιμασία της επιφάνειας ούτε μέσο προσαρμογής (όπως στη μέθοδο υπερήχων) Δεν απαιτείται πρόσβαση και από τις δύο πλευρές της ελεγχόμενης επιφάνειας (όπως στη μέθοδο ραδιογραφίας) Έχει πολύ μεγάλη ευαισθησία σε μικρά ελαττώματα Η ταχύτητα ελέγχου είναι υψηλή Το κόστος επένδυσης είναι σχετικά μικρό και δεν απαιτούνται αναλώσιμα Μειονεκτήματα Δεν εφαρμόζεται σε μη μεταλλικά υλικά Δεν ανιχνεύει σφάλματα πολύ κάτω από την επιφάνεια Απαιτεί υψηλό βαθμό επιδεξιότητας και εμπειρίας από το χρήστη Απαιτείται η χρήση προτύπων αναφοράς

16 Εφαρμογές στην Αεροπορική Βιομηχανία Ανίχνευση επιφανειακών/υποεπιφανειακών ρωγμών Ανίχνευση ρωγμών σε οπές με πιρτσίνια (ήλοι συναρμογής) με το πιρτσίνι είτε να έχει αφαιρεθεί είτε να είναι τοποθετημένο Διαπίστωση διάβρωσης επιφάνειας μετάλλου Διαπίστωση θερμικής κατεργασίας κραμάτων αλουμινίου Διαπίστωση θερμικής αλλοίωσης επιφανειών αλουμινίου Μέτρηση επικαλύψεων και πάχους μετάλλων Ταξινόμηση μετάλλων και κραμάτων τους

17 Εφαρμογές στη Βιομηχανία Μετάλλου Έλεγχος σωλήνων και ράβδων Έλεγχος συγκολλητών σωλήνων Έλεγχος σε σφυρήλατα και χυτά αντικείμενα Έλεγχος επικαλύψεων (επικασσιτερώσεων, κλπ) Μέτρηση πάχους μεταλλικών φύλλων Ταξινόμηση μετάλλων και κραμάτων τους

18 Εφαρμογές στη Χημική Βιομηχανία και στη Βιομηχανία Παραγωγής Ενέργειας Επιφανειακή ανίχνευση ρωγμών σε αγώγιμα υλικά Ανίχνευση μεγάλης διείσδυσης σε μη μαγνητικά υλικά Επιθεώρηση σωλήνων και ράβδων Στους αυλούς ψυγείων (εναλλάκτες θερμότητας δέσμης σωλήνων) Στα πτερύγια στροφείων, στροβίλων, κλπ Ταξινόμηση μετάλλων Πάχος επικαλύψεων Προσδιορισμός της κατάστασης θερμικής κατεργασίας

19 Έλεγχος συγκολλήσεων Ανίχνευση επιφανειακών ρωγμών στο σώμα της συγκόλλησης, στον πόδα, στη θερμοεπηρεαζόμενη ζώνη και στο έλασμα Δεν απαιτείται απομάκρυνση της επικάλυψης Είναι ταχύτερη και πιο οικονομική από τη μέθοδο μαγνητικών σωματιδίων Προσδιορίζει προσεγγιστικά το βάθος της ανιχνευθείσας ρωγμής Δεν απαιτείται η χρησιμοποίηση και των δύο χεριών Ο έλεγχος γίνεται και σε βρεγμένες επιφάνειες

20 Έλεγχος αυλών εναλλακτών θερμότητας Γρήγορη μέθοδος ( m/sec ταχύτητα ελέγχου) Ελέγχεται ο αυλός (σωλήνας) και για εσωτερικά και για εξωτερικά σφάλματα Ανιχνεύονται και απότομα σφάλματα (ρωγμές, πορώδες) και βαθμιαία σφάλματα (μεταβολές του πάχους του αυλού) Η πληροφορία που λαμβάνεται είναι ποσοτική Η μέθοδος είναι σε μεγάλο βαθμό αυτοματοποιημένη

21 Έλεγχος συρματοσχοίνων

22 Έλεγχος δαπέδου δεξαμενών

23 Αυτοκινητοβιομηχανία ΕΛΕΓΧΟΙ ΓΙΑ ΡΩΓΜΕΣ, ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑ, ΠΑΧΟΣ ΕΠΙΚΑΛΥΨΗΣ Άξονες (τροχοφόροι, μετάδοσης) Μπουλόνια-Παξιμάδια Στρόφαλος Καδένα εκκεντροφόρου Αμορτισέρ Φρένα (κυλινδράκια, δισκόπλακες), δαγκάνες δισκόφρενων Γρανάζια Αντιστρεπτικές δοκοί Ελατήρια Γρανάζια (διαφορικού, μετάδοσης) Ημιαξόνια Έμβολα Τμήματα προφυλακτήρα Βαλβίδες εξαγωγής Ρουλεμάν Φλάντζες Χερούλια, κλειδαριές Μπουλόνια τροχών Βαφή Επικασσιτέρωση εμβόλων

24 Έλεγχος γνησιότητας νομισμάτων Μέσω μέτρησης της αγωγιμότητάς τους

25 Φυσικό φαινόμενο: Επαγωγή Η σύνθετη αντίσταση του πηνίου εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του δοκιμίου, εξήγηση: Πηνίο οδηγείται από εναλλασσόμενο ρεύμα Το πηνίο έχει σύνθετη αντίσταση Το ρεύμα δημιουργεί εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο Πλησίον αγώγιμου δοκιμίου δημιουργούνται εξ επαγωγής ρεύματα στο δοκίμιο που έχουν μορφή δίνης: δινορρεύματα Τα δινορρεύματα (ως ρεύματα τα ίδια) δημιουργούν το δικό τους δευτερεύον μαγνητικό πεδίο Τα δινορρεύματα και άρα το δευτερεύον μαγνητικό πεδίο εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά (υλικό) και τη γεωμετρία (διαστάσεις) του δοκιμίου Το δευτερεύον μαγνητικό πεδίο μεταβάλλει τη σύνθετη αντίσταση του πηνίου Άρα η σύνθετη αντίσταση εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά και τη γεωμετρία του δοκιμίου Εάν επιπλέον υπάρχει ασυνέχεια στο δοκίμιο (π.χ. ρωγμή) τα δινορρεύματα αλλάζουν πορεία για να την παρακάμψουν Μεταβάλλεται το δευτερεύον μαγνητικό πεδίο Παραπέρα μεταβολή της σύνθετης αντίστασης που σχετίζεται με την ύπαρξη της ασυνέχειας

26 Κεφαλή μολύβι σκανάρει δοκίμιο βαθμονόμησης Σήματα από τις 3 ρωγμές και από την ανύψωση (απόσταση πηνίου-δοκιμίου) Σε οθόνη που η επιφάνειά της παίζει το ρόλο του μιγαδικού επιπέδου απεικονίζεται η μεταβολή της σύνθετης αντίστασης Z=R+jX του πηνίου. Αυτό γίνεται εύκολα εάν το οριζόντιο κανάλι αντιστοιχεί στο πραγματικό μέρος του μιγαδικού αριθμού R και το κάθετο κανάλι στο φανταστικό μέρος X.

27 Μέθοδος συγκριτική Πραγματικό δοκίμιο Δοκίμιο βαθμονόμησης Σήματα βαθμονόμησης

28

29 LAKHAN RICHARD Chief Engineer, Atomic Energy of Canada Ltd, Chalk River 1. Everyone hates eddy currents 2. If an eddy current inspection is done for 1 hour, then for 59 minutes it is done wrong