автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Повышение эффективности электромагнитной дефектоскопии авиационной техники

• В Он

>1 Л Ц(|£К0ВС((ИЙ ИНСТИТУТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ

На правах рукописи

Фридлендер Норберт

ЛОВШНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

Специальность 05.11.13. - Приборы и методы контроля

природной сре? ■ вецеств, материалов и изделий.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва. 1994 г.

Работа выполнена в Московском институте приборостроения и на фирие "Зкекс". Научний руководитель:

доктор технических наук, профессор 1катов Петр Николаевич

Офмциалькме оппоненты:

доктор технических наук, профессор Стеблев Врий Иванович (Санарский аэрокосиический университет)

кандидат технических наук, дччент Пивоваров Владимир Андреевич (Московский государственный технический университет гра1данской авиации)

Ведуиая организация - Всероссийский институт авиационных материалов

специализированного совета К 063.093.03 в Московской институте приборостроения по адресу: 107076, г. йосква, Строиынка, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Зацнта состоится "|

•М.Шшг.ио

часов на заседании

Автореферат разослан

- 1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета

- 3 -

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность. Надежность эксплуатации авиационной техники и связанная с ней безопасность полетов не могут быть )беспечены без применения самых современных методов и средств )еразружаю*его контроля.- Одно из ведуцих мест здесь занимает )ихретоковые и магнитные методы,основанный на регистрации искажений )лектромагнитного поля под действием дефектов спловности.

В настояцее время объектами вихретокового и магнитного контроля • шляются свыже 400 типов деталей и узлов самолетов и вертолетов. 1ри этом потенциальные возможности вихретокового и магнитного (етодов, используются далеко не полностьв. В частности, для )бнару»ения коррозионных поражений с внутренней стороны деталей, выявления дефектов спложности под защитным слоем диэлектрика, цефектоскопии корпусных элементов со значительной- площадью контроля поверхности необходимо обеспечить возможность выявления цефектов с внутренней стороны полых изделий толщиной 4...б мм, увеличить- максимально возможную величину рабочего зазора между преобразователем и поверхностью металлоизделия до 2...6 мм.

Современные вихретойовые и магнитные дефектоскопы не обладают такими возможностями. Кроме того габариты, вес, сложность настройки и интерпретации получаемых результатов в ряде дефектоскопов резко сужают их область применения. Дополнительные неудобства связаны с необходимостью применения различных приборов для контроля деталей из магнитных и немагнитных материалов.

Одно из перспективных направлений в ревении указанных задач -разработка первичных преобразователей с избирательной чувствительностью к искажениям электромагнитного поля под действием дефектов в' сочетаний с увеличением глубины контроля за счет формирования определенной конфигурации электромагнитного возбуждающего поля и при сохранении высокой производительности.

Исследования, направленные на селективное выделение сигналов от дефектов, активно проводились разработчиками средств вихретокового и магнитного контроля. Вместе с тем, создать электромагнитные преобразователи, сочетащие в полной мере требуемые свойства пока не удавалось.

1.2. Целью "анной работы является исследование

процессов взаимодействия электромагнитных преобразователей с дефектами сплошности и разработка на их основе дефектоскопических средств,способных выявлять дефекты спложности под слоем диэлектрика

до 7 мм и подповерхностных дефектов типа коррозионных поражений при толщинах до 6 мы с сохранением высокой селективной чувствительности к поверхностным трещинам.

1.3. Задачи. ременные для достижения поставленной в диссертации цели.

1. Разработка конструкции электромагнитного преобразователя в наибольшей степени соответствующего совокупности требований.

2. Разработка и обоснование физико-математических моделей взаимодействия разработанного преобразователя с дефектами спломности типа трещин и коррозионных поражений.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование в обобщенном виде и анализ закономерностей изменения наиболее информативных параметров выходного сигнала.

4. Разработка на основе полученных закономерностей дефектоскопических средств контроля для выявления трещин и коррозионных поранений в изделиях авиационной техники.

5. Разработка имитаторов дефектов спломности для метрологического обеспечения дефектоскопических средств.

1.4. Научная новизна. Разработаны математические модели для исследования взаимодействия электромагнитного преобразователя с поверхностными и подповерхностными дефектами в плоских объектах из немагнитных материалов. Модели учитывают основные эффекты при взаимодействии с дефектами электромагнитных преобразователей, содержащих П-образные сердечники.

Исследовано распределение электроыагнитного поля в зоне дефектов при использовании систем возбуждения в виде П-оОразнах электромагнитов и основные закономерности формирования под их влиянием выходных сигналов чувствительных элементов.

Предложены алгоритмы обработкивыходных сигналов чувствительных элементов, позволяющие ослабить влияние мешающих факторов.

Разработана конструкция оригинального электромагнитного преобразователя, с улучшенными метрологическими характеристиками.

1.5. Практическая ценность заключается в создании электромагнитных дефектоскопов, обеспечивающих выявление критических поверхностных дефектов в изделиях авиационной техники при рабочем зазоре между первичным преобразователем и поверхностью контролируемого объекта до 6 им, а также выявление подповерхностных дефектов в объектах толщиной до 6 мм при рабочем зазоре до 2 мм; в разработке имитаторов, позволяюцих имитировать воздействие дефектов с заданными параметрами при сканировании поверхностей натурных

объектов.

1.6. Реализация и внедрение результатов исследований. Полученные результаты использованы при разработке;

1. Электромагнитного дефектоскопа "Дефектотест-Ь" для дефектоскопии немагнитных и ферромагнитных деталей авиационной техники.

2. Методик применения дефектоскопа "Дефектотест-Ь".

3. Петрологического обеспечения средств электромагнитной дефектоскопии.

Разработанные дефектоскоп, методики его применения и имитатора внедрены на одном из предприятий " Лвфтганза" и на предприятии "Интех" (г. Москва).

1.7. Апробация работы. Основные поломения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

семинаре "Неразрумащие методы, технологии и средства контроля и диагностики авиатехники" при Международном авиационно - космическом салоне, Москва, 1993 г., на 5-ом интернациональном конгрессе авиационных компаний, Гамбург, 1993 г.. на научно - технических семинарах ВИЯМ, ИНТЕХ, МИП. МГТНГА.

1.8. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 печатных работ, в том числе один патент на изобретение.

1.9. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изломена на 104 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами на 49 страницах и состоит из введения, 4 глав, заклпчения, списка литературы из 95 наименований н приломения на 17 листах.

1.10. Основные поломения, представляемые к заците:

1. Метод расчета - сигнала электромагнитных преобразователей с Пгобразными сердечниками при их взаимодействии с поверхностными

и подповерхностными дефектами в немагнитных объектах.

2. Закономерности распределения электромагнитного поля, создаваемого возбувдавцей системой с П-образным сердечником, над участками с дефектами сплоиности в объектах из магнитных и немагнитных материалов.

3. Принципы выявления поверхностных дефектов сплоиности при рабочих зазорах до 6 мм и подповерхностных дефектов при толдине контролируемого объела до 6 мм.

4. Оригинальный электромагнитный преобразователь с улучшенными метрологическими характеристиками, портативный электромагнитный цефектоскоп "Дефектотест-1." и имитаторы дефектов сплошности.

- 6 -2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, проанализированы достижения в области электромагнитного керазрушающего контроля, сформулированы цель исследования и решаемые задачи, приведены основные поло!ения, представляемые к защите.

В первой главе показаны место вихретокового и магнитного контроля в системе мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности авиационной техники и безопасности полетов. Проведен анализ причин, не позволяющих решать существующими средствами такие актуальные задачи контроля, как выявление поверхностных трещин под слоем диэлектрика толщиной до 6 мм в лопастях воздушных винтов, обнаружение подповерхностных коррозионных поражений в корпусных элементах из алюминиевых сплавов, выявление трещин в ферромагнитных стойках с помощью портативных средств дефектоскопии. Сделан вывод, что расширение возможностей и повышения эффективности вихретокового и магнитного методов, в значительной степени может быть обеспечено за счет совершенствования первичного преобразователя. Поставлены задачи исследования.

Во второй главе обоснован выбор конструкции электромагнитных преобразователей и приведены теоретические и экспериментальные исследования их выходных характеристик.

Проведенный анализ показал, что для широкого класса дефектов целесообразно применение электромагнитных преобразователей с возбуждающими системами в виде Л-образных электромагнитов » линейно-протяженных токопроводов, а также их комбинации.

Преимущество данных систем возбуждения заключается в более равномерном распределении плотности тока по толщине металла в плоскости симметрии, чем при использовании локальных систем, например, в виде круговых катушек индуктивности. Кроме того нормальная > поверхности контролируемого объекта составляющая нзпряженносп магнитного поля в зоне симметрии составляет несколько процентоЕ от напряженности возбуждающего магнитного поля.

Таким образом создаются условия для увеличения . глубинь контроля и повыкения его пороговой чувствительности. Последнее связано со слабым воздействием возбуждающего магнитного пол* непосредственно на чувствительный элемент, ориентированный не считывание нормальной составляющей Ну магнитного поля.

При таком способе создания возбуждающего магнитного пол! асимметрия функции распределения Ну возникает только при наруиени!

симметрии в системе "контролируемый объект - система возбуждения". При этом вид получаемой асимметрии под влиянием дефектов сплошности существенно отличается от типов асимметрии, возникавших по другим причинам, т.е. за счет влияния меиавцих факторов.

Потенциальные возможности селективного выявления дефектов могут быть реализованы только при использовании чувствительного Элемента , отвечающего следующим требованиям:

- возможность балансировки чувствительного элемента по выходному сигналу в зоне "магнитной нейтрали" '; , ■

- сохранение балансировки чувствительного элемента пци вариации рабочего зазора и электромагнитных параметров контролируемого объекта,

В качестве чувствительных элементов электромагнитных преобразователей, соответствующих поставленным требованиям, целесообразно использовать систему вложенных друг в друга дифференциально включенных катуяек индуктивности, сбалансированных в однородном магнитном поле. Баланс такого чувствительного элемента сохраняется при воздействии, как однородного магнитного поля, гак и магнитного поля, изменяющегося по линейному закону. Кроме того разбалансировки чувствительного элемента не происходит и при его размещении на магнитной нейтрали П-образных сердечников или линейно-протяженных токопроводов (рис. 1).

Степень подавления магнитных полей зависит от вида нелинейности функции распределения магнитного поля и одновременно от параметров чувствительного элемента. Таким образом, за счет выбора параметров чувствительного элемента, может быть достигнута селективная чувствительность к дефектам сплошности. Это связано с тем, что магнитные поля, обусловленные влиянием дефектов спловности, имевт больиув нелинейность, чем магнитные поля, связанные с влиянием мешающих факторов. Последние изменяются в объеме преобразователя по законам близким к линейным.

Для теоретических исследований были разработаны две математические модели. Первая модель описывает процессы взаимодействия электромагнитного преобразователя, содержащего П-образный сердечник, с подповерхностными дефектами, вторая модель-его взаимодействие с поверхностными дефектами.

Модели были разработаны путем анализа основных закономерностей формирования электромагнитного поля при использовании выбранных систем возбуждения. Экспериментальные исследования позволили установить, что основной эффект, при воздействии поверхностных

дефектов - смещение "магнитной нейтрали" поля вихревых токов.

Напряженность электрического поля на поверхности злектропрово-' дящего листа описываются выражение*

-]ыФ

Е (х, у) = —- К-гЛг. + г*, г, )х "е.1, (1)

2 Я. г, г2

где г, и?! - радиус-векторы, проведенные в точку наблюдения из проекции центров левого и правого стержней ыагнитопровода на плоскость Iх.у} металлического листа, 1в2 - единичный вектор в направлении координаты г, перпендикулярной к плоскости П-образного сердечника, Ф_-переменный магнитный поток через стержень сердечника, н - круговая частота изменения магнитного потока.

При этой силовые линии поля Е имеет вид эксцентричных окружностей, охватывавших один из следов.торцов ыагнитопровода, а распределение электрического поля определяется выражением

Е(х,0) г 1

Е(х.у)= - ЕХРС —2кТ+ку) + ЕХР(-ку) . (2)

[ЕХР(-2кТ)-И I- ^

где Е(х,0)- напряженность электрического поля на поверхности, Т-толщина электропроводящего листа, к= дуи06".

При наличии поверхностного дефекта происходит смещение центров окружностей силовых линий поля Е и соответствующее смещение "магнитной нейтрали" вихревых токов. В результате распределение напряженности поля Е в межполюсном пространстве получается асимметричных и имеет скачок при переходе через трещину (рис. 2). Этот эффект и определяет воздействие дефекта типа трещины на чувствительный элемент.

Влияние подповерхностных линейно - протяженных дефектов типа коррозионных поражений, может быть сведено к двум эффектам: исключении тока из объема дефекта и увеличении плотности тока над дефектом за счет уменьвения толщины металла. Если первый эффект подробно анализировался в известных расчетных моделях, то второй из отмеченных эффектов ранее не учитывался. Вместе с тем, как показали проведенные расчеты, его влияние может достигать до 302 от суммарного эффекта. -

С помощью разработанных моделей были определены основные

закономерности изменения вторичных электромагнитных полей, обусловленных влиянием поверхностных и подповерхностных дефектов, проведена оптимизация параметров электромагнитных преобразователей.

На рис. 3 в качестве иллвстрации приведено распределение напряженности электрического поля Е в межполосном пространстве П-образного сердечника при вариации межполосного расстояния. Для обобщения результатов геометрические размеры по координате х здесь нормированы по диаметру стержня сердечника Dm. Рассчитанные зависимости дают количественное соотношение между допустимым диаметром чувствительного элемента и межполосным расстоянием. Эта соотношение выбирается из требования размещения чувствительного элемента в зоне с равномерным распределением Е.

Оптимизация режимов контроля и параметров электромагнитных преобразователей осуществлялась в два этапа. Предварительно анализировалось распределение напряженности магнитного поля, а затем рассчитывались выходные характеристики преобразователей. На рис. 4 приведено распределение нормальной составлявшей Ну напряженности магнитного поля над пластиной с подповерхностной трещиной при возбуждении электромагнитного поля возбуждающей системой с П-образным сердечником, а на рис. 5 - годограф изменения Ну жах в функции обобщенного параметра и глубины дефекта.

Проведенный анализ позволил определить оптимальным параметры чувствительных элементов и .возбуждавших систем для выявления поверхностных и подповерхностных дефекты при вариации рабочего зазора в диапазонах 0... 2 мм и 2...7 мм. соответственно.

Выбранный в качестве базового электромагнитный преобразователь позволяет выявлять дефекты в изделиях как из цветных металлов, так и из черных (ферромагнитных). В последнем случае выходной сигнал чувствительного элемента формируется под действием магнитных потоков рассеяния. Для анализа выходных характеристик исследуемого преобразователя под действием дефектов в ферромагнитных.объектах применялась двумерная расчетная модель на основе метода конечных элементов. Выполненные расчеты позволили установить, что с помощью данного электромагнитного преобразователя можно выявлять дефекты и с наружной, и с внутренней стороны ферромагнитных пластин при их толщине до 2 им. При этом оптимальная рабочая частота лежит в диапазоне 1...6 кГц.

Достоверность выполненных расчетов и полученных рекомендаций подтверждена проведенными экспериментальными исследованиями.

Третья глава посвящена разработке средств дефектоскопии изделий

авиационной техники на основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований. При этом решались следующие задачи: -разработка конструкции электромагнитного преобразователя, отвечающего требованиям по чувствительности к дефектам при рабочих зазорах- до 7 мм и надежности в эксплуатации;

- разработка блока обработки сигнала, позволяющего наиболее полно извлечь информацию о дефектах;

При использовании в качестве возбуждающих систем П-образных электромагнитов чувствительность к трещинам различной ориентации неодинакова. Трещины, ориентированные • от одного полюса электромагнита к другому, выявляются гораздо хуже ортогональных к ним. В связи с этим была разработана конструкция электромагнитного преобразователя с равномерной чувствительностью к трещинам различной ориентации за счет применения' вращающегося поля. Электромагнитный преобразователь с вращающимся полем содержит две полезадавщие системы, создающие магнитные поля с ортогональными Друг другу в объеме, чувствительного элемента силовыми линиями. Первая система образована П-ойразным электромагнитом, а вторая -охватывающим его по периметру токопроводом. Системы возбуждения подключаются к источникам одинаковой частоты 1 с модулированной амплитудой. По частоте модуляции Г» подключаемые источники сдвинуты на 90 градусов. При совместном действии обеих систем создается круговое вращающееся поле в объеме чувствительного элемента.

В соответствии с проведенными теоретическими и экспериментальными исследованиями было установлено,что информативны как амплитуда, так и фаза выходного сигнала.- При этом их совместная обработка позволяет исключить зону нечувствительности дл$ преобразователей с ориентированным магнитным полем и снизить влияние перекосов для преобразо_вателей с вращающимся магнитны* полем. В разработанном портативном электромагнитном дефектоскоп! "Дефектотест-1." была применена амплитудно-фазовая схема обработки 1 использовался электромагнитный преобразователь с ориентированны! магнитным полем. Структурная схема дефектоскопа представлена н< рис. 6. За счет выделения инфориации о дефектах непосредственно н. выходе электромагнитного преобразователя,' блок обработки сигнал, достаточно прост. Это позволило создать портативный и надежный простой в эксплуатации дефектоскоп со сравнительно низко себестоимостью изготовления.

В четвертой главе рассмотрены вопросы практического применеки и метрологического обеспечения разработанных средств дефектоскопии

Изложены принципы имитации воздействия дефектов на чувствительный элемент с помощью электрических имитаторов.

> Разработанный электромагнитный дефектоскоп применялся для дефектоскопии полых лопаток турбин из жаропрочных сплавов н лопастей воздушных винтов. Дефекты в воздушных винтах необходимо выявлять под краской толщиной до 0.3 мм и. одновременно, под слоем диэлектрика толщиной до 6 мм. Применение существующих средств дефектоскопии здесь не дало положительных результатов. Задача была успешно решена разработанный дефектоскопом "Дефектотест-Ь". Также положительные результаты были достигнуты при выявлении дефектов с внутренней стороны полых лопаток турбин.

При дефектоскопии натурных объектов возможность выявления в них дефектов заданных размеров определяется многими факторами, к которым относятся электромагнитная неоднородность металла, состояние его поверхности, влияние кривизны поверхности, кромок, ребер жесткости и т.д. Для оперативного определения выявляемое™ дефектов на различных участках изделия разработаны " электрические имитаторы, позволяющие накладывать сигналы' от дефекта на фон, создаваемый вездефектным изделием.

Один из способов такой имитации заключается в записи магнитограммы при сканировании поверхности бездефектного объекта с ее последующим воспроизведением при взаимодействии преобразователя с контрольным образцом, содержали дефект. Другой способ имитаций состоит в воздействии при сканировании поверхности натурного объекта на чувствительный элемент магнитным полем, вызывасщим такуп же реакцию, что и дефект заданных размеров.

Более перспективным был признан второй способ книтацта, позволяавий оперативно определять пороговуп чувствительность к-дефектам непосредственно на изделиях. В разработанной дефектоскопе "Дефектотест-1." предусмотрена возможность подклпчения имитатора, синтезирующего сигнал от дефекта заданных размеров с учетов величины рабочего зазора преобразователя в данный момент.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы.

В прилопени;; приведены программы расчета электромагнитных полей дефектов и выходных сигналов преобразователей.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

1. Предложен новый электромагнитный преобразователь, обеспечивающий выявление критических поверхностных дефектов в

изделиях авиационной техники при рабочей зазоре до 7 ми » подповерхностных дефектов в изделиях толщиной до 8 мм. При этом преобразователь сохраняет высокув чувствительность к "точечным' поверхностным дефектам, выявляемым при зазорах порядка глубинь имеющегося дефекта.

2. Путем экспериментальных исследований установлено, чтс основной эффект при взаимодействии электромагнитногс преобразователя с дефектами типа тремин заключается в смежени* магнитной нейтрали вихревых токов, а при его взаимодействии с объемными дефектами типа коррозионных порамений - в исключение тока из объема дефекта и увеличении плотности тока над дефектом.

3. Для выбора при проектировании параметров преобразователя » рабочего режима близких к оптимальным разработано две специализированные математические модели. Подели построены не основе доминирувжих ' эффектов при взаимодействии электромагнитногс преобра: вателя с поверхностными и подповерхностными дефектами.

4. Проведенные теоретические исследования позволили установить и количественно оценить скорость ослабления влияния ыежаюжи> факторов при сближении диаметров катужек чувствительного элементе и скорость попутного ослабления полезного сигнала, которая сушественно меньже. Рассчитаны диаграммы, позволяюцие получить соответствувцув оценку, необходимув при выборе размеров чувствительного элемента.

5. Рекомендуется соотношение между диаметрами обмоток чувствительного элемента выбирать, исходя из допустимого ослабления сигнала от критического дефекта. Это позволяет надежнс регистрировать подлежащие выявление дефекты при максимально возможной степени подавления мешавших параметров.

6. На основе рассчитанных диаграмм даны рекомендации по выбору внешнего диаметра чувствительного элемента и рабочей частоты в зависимости от условий контроля.

7. На основе математического моделирования с применением метода конечных элементов исследовано взаимодействие' электромагнитного преобразователя с дефектами типа поверхностных тремин в ферромагнитных объектах. Показано, что здесь основной эффект в формировании выходного сигнала электромагнитного преобразователя заключается в воздействии на чувствительный элемент магнитных потоков рассеяния, что позволило применить плоско - параллельнуж расчетнув модель для анализа.

8. Выполненные расчеты и проведенные вкслериментн показали

13ио1ность дефектоскопии как немагннтных, так и ферромагнитных (териалов с помощью одного и того «е преобразователя, гесте с тем, при дефектоскопии ферромагнитных объектов ¡бочув частоту целесообразно уменыить пропорционально корню >адратному из магнитной проницаемости материала для выявления :фектов того ще класса. При этом относительнув разность <аметров внещней и внутренней катущек индуктивности акомендуется уменьщить на 20..,402.

Э. Для равновероятного выявления дефектов независимо от их риентации разработана конструкция электромагнитного реобразователя с вращающимся магнитным полем возбущдающей системы. редло»ена амплитудно - фазовая обработка сигнала . для лектромагнитного преобразователя с ориентированным магнитным полем

алгоритмическая обработка амплитуды и фазы выходных сигналов ля преобразователя с вращающимся полем. Последнее целесообразно ля подавления влияния перекосов оси преобразователя, оказывающих олыее влияние на преобразователь с вращавщимся магнитным полем.

10. На основе проведенных теоретических и экспериментальных сследований разработан портативный электромагнитный дефектоскоп йефектотест-1". Дефектоскоп использовался для дефектоскопии полых опаток турбин двигателей и лопастей воэдущных винтов. Проведенные ¡спытания подтвердили эффективность дефектоскопа и целесообразность го применения для оперативного контроля технического состояния ¡зделий авиационной техники.

11. Для метрологического обеспечения дефектоскопа "Дефектотест-1." )ыли разработаны два типа электрических имитатора. Имитаторы юзволявт имитировать воздействие различного типа дефектов при :канировании контролируемых поверхностей и определять возкояность шявления того или иного дефекта на конкретных изделиях.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ватерников В.Е., Фридлендер Н. Электромагнитный Контроль изделий мавиносгроения.-М.: НИП, 1993 - 68 с.

2. Электромагнитный преобразователь для дефектоскопии / О.Вкатов. В.И.Рогачев, В.Е.1атерников и Н.Фридлендер. (Заявка на патент N 93030410 от-30.06.93 ).

3. Вкатов П.Н., Ватерников В.Е.и Фридлендер Н. Электромагнитный дефектоскоп "Дефектотест-1" // Тез. доклада на семинаре при Мещдународно» авиационно-космическом салоне. Москва. 31 августа-

- 14 -

5 сентября 1993 г., Москва. •

4. (катов П.Н.,1атерников В.Е. и Фридлендер Н. Контроль издел авиационной техники электромагнитным дефектоскопом ' "Дефектотесг-// Передовой производственный опыт и научно-технические достижени рекомендуемые министерством для внедрения в гражданской авиаци Научно-технический информационный центр ГА. Информационный сборни N8. 1993 г.

5. Фридлендер Н., 1катов П.Н. Имитаторы дефектов сплошности д средств электромагнитной дефектоскопии // Тез. доклада на семина при Международном авиационно-космическом салоне, Москва, 31 авгус - 5 сентября 1993 г., Москва,

6. N.Fridlander, P.N.Shkatov. U.E.Shaternlkov and Y.U.Coroh Nondestructive Electroiajnetlc Inspection of Pipelines Incoeporat in an Electrically Closed Loop// 6 th Europen Conference of HD Hice (в печати).

Подо, в печать 24.03.94. Формат 60хЬ4 I/I6. ООьш I п.л. Тирах 100 вмемшшров. 3ata» 70.

Инввнерный Центр "Приборист". Ротапринт ПИП

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ . И

1.1. Электромагнитный контроль в системе мероприятий по обеспечению эксплуатационной надежности авиационной техники

1.2. Особенности применения электромагнитного контроля для оценки технического состояния элементов летательных аппаратов,.

1.3. Анализ современного состояния электромагнитной дефектоскопии и пути повышения ее эффективности.

1.4. Основные направления исследования и разработки новых средств электромагнитной дефектоскопии

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПРИ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С ДЕФЕКТАМИ

2.1. Анализ особенностей выявления характерных дефектов и выбор типа электромагнитного преобразователя

2.2. Выбор совокупности математических моделей для теоретических исследований

2.3. Исследование искажений электромагнитного поля под действием дефектов в немагнитных объектах и расчет выходных характеристик электромагнитных преобразователей

2.4. Исследование магнитных потоков рассеяния при дефектоскопии ферромагнитных объектов и расчет выходных характеристик электромагнитных преобразователей

2.5. Рекомендации по выбору режимов работы и параметров электромагнитных преобразователей

3. РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ДЕФЕКТОСКОПОВ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ

3.1. Разработка электромагнитных преобразователей с улучшенными метрологическими характеристиками

3.2. Выбор информативных параметров сигналов разработанных электромагнитных преобразователей и алгоритмов их обработки.

3.3. Электромагнитный дефектоскоп "Дефектотест-L"

3.4. Основные методы и средства повышения эффективности электромагнитных дефектоскопов

4. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СРЕДСТВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ

4.1. Анализ погрешности имитации воздействия дефектов при использовании существующих имитаторов и контрольных образцов.

4.2. Физические основы имитации воздействия дефектов сплошности на электромагнитный преобразователь.

4.3. Конструкции имитаторов дефектов

4.4. Испытания электромагнитного дефектоскопа "Дефектотест-L"

Обеспечение безопасности полетов самолетов и вертолетов невозможно без периодической оценки их технического состояния с помощью неразрушанщих методов контроля. Важнейшая задача, решаемая при контроле - выявление дефектов сплошности. Дефектоскопия отдельных узлов и деталей авиационной техники проводится акустическими, рентгеновскими, капиллярными и электромагнитными методами [4,10,14-16,18-20,32,82].

Среди этих методов одно из ведущих мест занимают электромагнитные методы; вихретоковый и магнитный. Вихретоковая дефектоскопия основана на изменении распределения вихревых токов, создаваемых первичным преобразователем в изделии, а магнитная дефектоскопия - на возникновении магнитных потоков рассеяния над несплошностью на намагничиваемом участке. Средства контроля, способные регистрировать каждый из этих эффектов, относятся к электромагнитным.

Электромагнитные методы при эксплуатации и ремонте авиационной техники, а также при расследовании летных происшествий, связанных с разрушением деталей, нашли широкое применение с начала 60-х годов. В настоящее время в авиации вихретоковым методом контролируется порядка 350 типов деталей и узлов изготовленных из немагнитных сплавов и порядка 50 - изготовленных из ферромагнитных материалов.

Однако потенциальные возможности электромагнитных методов по возможности выявления поверхностных и, особенно, подповерхностных дефектов используются далеко не полностью. Имеется ряд остро стоящих задач, принципиально решаемых электромагнитными методами, но существующими приборами не обеспечивающихся. К их числу, в частности, относятся задача выявления дефектов сплошности под слоем диэлектрика при рабочих зазорах между первичным преобразователем и поверхностью контролируемого объекта до 7 мм, задача выявления подповерхностных дефектов типа коррозионных поражений при толщинах более 5 мм.

В связи с бурным развитием микропроцессорной техники за последние годы, основным направлением в совершенствовании приборов неразрушанщего контроля стало применение алгоритмической обработки сигналов [ 26,78]. Вместе с тем потеря первичной информации не может быть восполнена сколь угодно сложной обработкой сигнала. Поэтому разработка принципиально новых и совершенствование существующих первичных преобразователей остается наиболее эффективным путем решения актуальных задач.

Цель настоящей диссертационной работы состоит в исследовании процессов взаимодействия электромагнитных преобразователей с дефектами сплошности и разработке на их основе дефектоскопических средств способных выявлять дефекты сплошности под слоем диэлектрика до 7 мм и подповерхностных дефектов типа коррозионных поражений при толщинах до 6 мм с сохранением высокой селективной чувствительности к поверхностным трещинам.

Для достижения поставленной цели потребовалось- решить следующие задачи:

1. Разработать конструкцию электромагнитного преобразователя в наибольшей степени соответствующего поставленной задаче.

2. Предложить и обосновать физико-математические модели взаимодействия разработанного преобразователя с дефектами сплошности типа трещин и коррозионных поражений.

3. Теоретически и экспериментально установить в обобщенном виде и проанализировать закономерности изменения наиболее информативных параметров выходного сигнала.

4. Разработать на основе полученных закономерностей дефектоскопические средства контроля для выявления трещин и коррозионных поражений в изделиях авиационной техники.

5. Разработать имитаторы дефектов сплошности для метрологического обеспечения дефектоскопических средств.

Диссертационная работа изложена на fОчстраницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками и таблицами на 49 страницах и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 95 наименований и приложений на 1? листах.

- 140 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Полученные выводы и результаты можно сформулировать следующим образом.

1. Предложен новый электромагнитный преобразователь, обеспечивающий выявление критических поверхностных дефектов в изделиях авиационной техники при рабочем зазоре до 7 мм и подповерхностных дефектов в изделиях толщиной до 8 мм. При этом преобразователь сохраняет высокую чувствительность к "точечным" поверхностным дефектам, выявляемым при зазорах порядка глубины имеющегося дефекта.

2. Путем экспериментальных исследований установлено, что основной эффект при взаимодействии электромагнитного преобразователя с дефектами типа трещин заключается в смещении магнитной нейтрали вихревых токов, а при его взаимодействии с объемными дефектами типа коррозионных поражений - в исключении тока из объема дефекта и увеличении плотности тока над дефектом.

3. Для выбора при проектировании параметров преобразователя и рабочего режима близких к оптимальным разработано две специализированные математические модели. Модели построены на основе доминирующих эффектов при взаимодействии электромагнитного преобразователя с поверхностными и подповерхностными дефектами.

4. Проведенные теоретические исследования позволили установить и количественно оценить скорость ослабления влияния мешающих факторов при сближении диаметров катушек чувствительного элемента и скорость попутного ослабления полезного сигнала, которая существенно меньше. Рассчитаны диаграммы, позволяющие получить соответствующую оценку, необходимую при выборе размеров чувствительного элемента.

5. Рекомендуется соотношение между диаметрами обмоток

- 141 чувствительного элемента выбирать, исходя из допустимого ослабления сигнала от критического дефекта. Это позволяет надежно регистрировать подлежащие выявлению дефекты при максимально возможной степени подавления мешающих параметров.

6. На основе рассчитанных диаграмм даны рекомендации по выбору внешнего диаметра чувствительного элемента и рабочей частоты в зависимости от условий контроля.

7. На основе математического моделирования с применением метода конечных злементов исследовано взаимодействие электромагнитного преобразователя с дефектами типа поверхностных трещин в ферромагнитных объектах. Показано, что здесь основной эффект .в формировании выходного сигнала электромагнитного преобразователя заключается в воздействии на чувствительный элемент магнитных потоков рассеяния, что позволило применить плоско - параллельную расчетную модель для анализа.

8. Выполненные расчеты и проведенные эксперименты показали возможность дефектоскопии как немагнитных, так и ферромагнитных материалов с помощью одного и того же преобразователя. Вместе с тем, при дефектоскопии ферромагнитных объектов рабочую частоту целесообразно уменьшить пропорционально корню квадратному из магнитной проницаемости материала для выявления дефектов того же класса. При этом относительную разность диаметров внешней и внутренней катушек индуктивности рекомендуется уменьшить на 20.402.

9. Для равновероятного выявления дефектов независимо от их ориентации разработана конструкция электромагнитного преобразователя с вращающимся магнитным полем возбуждающей системы. Предложена амплитудно - фазовая обработка сигнала для электромагнитного преобразователя с ориентированным магнитным полем и алгоритмическая обработка амплитуды и фазы выходных сигналов для преобразователя с вращающимся полем. Последнее целесообразно для подавления влияния перекосов оси преобразователя, оказывающих большее влияние на преобразователь с вращающимся магнитным полем.

10. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан портативный электромагнитный дефектоскоп "Дефектотест-L". Дефектоскоп использовался для дефектоскопии полых лопаток турбин-двигателей и лопастей воздушных винтов. Проведенные испытания подтвердили эффективность дефектоскопа и целесообразность его применения для оперативного контроля технического состояния изделий авиационной техники.

11. Для метрологического обеспечения дефектоскопа "Дефектотест-L" были разработаны два типа электрических имитатора. Имитаторы позволяют имитировать воздействие различного типа дефектов при сканировании контролируемых поверхностей и определять возможность выявления того или иного дефекта на конкретных изделиях.

1. Аркадьев В.К. Электромагнитные процессы в металлах. Ч.1.-М.; Л.: ОНТИ, 1334. -229 с.

2. Аркадьев В.К. Электромагнитные процессы в металлах, Ч.2.-М.; Л.: ОНТИ, 1936. -303 с.

3. Акулов Н.С. Ферромагнетизм.- М.; Л.: ГТТИ, 1939.-188 с.

4. Бурцева А. А., Власов В. В. 0 магнитном поле дефекта, обусловленном вихревыми токами // Дефектоскопия. 1967. -N6. --с .23-32.

5. Власов В. В., Комаров В. А. Магнитное поле вихревых токов над поверхностной трещиной в металле при возбуждении их накладным датчиком // Дефектоскопия. -1971. -N6. с.62-75.

6. Власов В. В., Комаров В. А. Формирование вихретокового поля дефекта в случае поверхностной протяженной трещины // Дефектоскопия. -1970. -N5. с.109-115.

7. Волченко В. Н. Статистические методы управления качеством по результатам неразрушающего контроля изделий.- М.Машиностроение, 1976. 64 с.

8. Герасимов В. Г. Электромагнитный контроль однослойных и многослойных изделий.-- М.: Энергия. 1972. 160 с.

9. Герасимов В. Г., Клюев В. В., Шатерников В.Е. Методы и приборы электромагнитного контроля промышленных изделий. М.: Энергоатомиздат, 1383, - 272 с.

10. Гончаров Б.В. Приближенный метод решения задач электромагнитнойдефектоскопии // Тез. докл./ ii-я Всесоюз. научн.-техн, конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля, Москва. 1-3 октября 1987 г. М., - 1987. - 4.2. - с.26.

11. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушанщий. Классификация видов и методов, М.: Изд-во стандартов, 1979. - 17 с.

12. ГОСТ 24289-80, Контроль неразрушанщий вихретоковый. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 14 с,

13. Денель А,К. Дефектоскопия металлов. М.: Металлургия, 1972. -180 с.

14. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники/ Под, ред. Беды П.И. М.: Воениздат, 1978. -231 с.

15. Дорофеев А.Л. Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия . -2 изд., перераб. и допол. М.: Машиностроение, 1980. - 232 с.

16. Зацепин Н.Н. Неразрушанщий контроль (избранные вопросы теории поля), Мн.: Наука и техника, 1979, - 192 с.

17. Контроль качества сварки / Под. ред. Волченко В. Н. М.: Машиностроение, 1970. - 328 с.

18. Клюев В.В. Методы, приборы и комплексные системы неразрушающего контроля качества продукции заводов черной металлургии. М.: Машиностроение, 1975. - 78 с.

19. Методы неразрушающих испытаний. Физические основы, практические применения, перспективы развития / Под. ред, Р.Шарпа М.: Мир, 1972. - 495 с.

20. Мужицкий В. Ф., Шубаев С. Н. Электромагнитные методы дефектометрии //'Тез. докл./ 11-я Всесоюз. научн.-техн. конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля, Москва. 1-3 октября 1987 г. М., - 1987. - 4.2. - с.17.

21. Неразрушанщий контроль металлов и изделий: Справочник /' Под, ред. Г.С.Самойловича, М,: Машиностроение. 1976. - 456 с.

22. Орловский А. А., Зайдель Б.М. Экспериментальное исследование- 14.5 электромагнитного поля дефекта в виде цилиндрической полости // Дефектоскопия. 1983. - N 8. - с. 83-67.

23. Пашагин А.И., Филиппов Б.А. Влияние частоты намагничивания на магнитное поле дефекта // Дефектоскопия. 1981. - N 8. -с.34-39.

24. Приборы для неразрушанщего контроля материалов и изделий: Справочник / Под. ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1986.- Кн.1. 487 с.

25. Приборы для неразрушанщего контроля материалов и изделий: Справочник / Под. ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1986.- Кн.2. 362 с.

26. Романов В. А., Сандовский В. А. К расчету сигнала, вносимого трещиной в накладной вихретоковый преобразователь // Дефектоскопия. 1982. - N 3.- с.24-27,

27. Соболев В. С., Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики для контроля методом вихревых токов. Новосибирск.: Наука. 1967. -144 с.

28. Сухоруков В, В. Математическое моделирование электромагнитных полей в проводящих средах, Н.: Знергия, 1975. - 150 с.

29. Сухоруков В.В. Краткий обзор методов решения задач теории электромагнитной дефектоскопии // Тез. докл. / 8-я Всесоюз. научн. -технич. конф. по неразрушанщим физическим методам и средствам контроля, Кишинев, 7-10 июня 1977 г. Кишинев, 1977,- с. 335-338.

30. Терехов Ю.Н., Ворошилкин Ю.Н. Константинов К.Ф. и Кириллов А.Н.- 146

31. Контроль крепежных отверстий методом вихревых токов. Тез, докл. / 11-я Всесоюз. научн. -техн. конф. по неразрушающим физическим методам и средствам контроля. Москва. 1-3 октября 1987 г. М., - 1987. - 4.2. - с.66,

32. Тозони 0,В. Метод ввторичных источников в электротехнике, -М.: Энергия, 1975. 296 с.

33. Учанин В.Н. Вихретоковый метод обнаружения скрытых дефектов усталостного и коррозионного происхождения. Киев: Знание, 1989. - 19 с,

34. Фастрицкий В. С, Методика расчета, накладного вихретокового преобразователя, расположенного над проводящим полупространством с дефектом /./ Дефектоскопия. 1885 , - N2. -с. 25-31.

35. Федосенко Ю.К. Алгоритмы определения размеров дефектов в теории вихретоковой дефектоскопии накладными преобразователями // Дефектоскопия . 1982. - N 11. -с. 25-30.

36. Федосенко Ю.К. Приближенный расчет трехмерных моделей в теории вихретоковой дефектоскопии накладными преобразователями // Дефектоскопия . 1982. - N 9. -с. 75-81,

37. Федосенко Ю.К., Сухоруков В.В, Принципы построения вихретоковой автоматизированной аппаратуры неразрушающего контроля с применением ЗВМ /У Дефектоскопия . 1984. - N 5, -с. 45-52,

38. Ферстер Ф. Контроль труб и других изделий круглого профиля методом магнитного потока рассеяния // Дефектоскопия, 1977, -N 6. -с.25-31.- 147

39. Ферстер Ф. Неразрушащий контроль методом магнитных полей рассеяния. Теоретические и экспериментальные основы выявления поверхностных дефектов конечной и бесконечной глубины // Дефектоскопия. 1982. -N 11. -с.3-25.

40. Шкатов П. Н. Математическая модель для решения задач электромагнитной дефектоскопии // Дефектоскопия. 1S88. -N 1. -с,53-66.

41. Шур М.Л., Загидулин Р.В., Щербинин В.Е. Теоретические вопросы формирования поля поверхностного дефекта // Дефектоскопия. -1988. -N 3. -с.14-25.

42. Bond A. R. Surface inspection particularly with eddy current techniques. Recent Development NDT.- Abington.- 1978.

43. Bowler J.R., Sabbagh L.D., Sabbagh H.fl. Computational models of eddy-current probe-flaw interaction // 12th World Conf. on NOT.- Amsterdam. 1989. -p. 372-374.

44. Blitz J., Alagoa K.D. Eddy-current testing of Hood's metal models for inclined cracks // NDT Int. 1985. -18. -N5. -p.269- 273.

45. Burkhardt G. L., Ranganathan B.N. Flaw detection in aluminum welds by the electric current perturbation method // Rev. Prog. Quant. Nondestructive Eval. San. Diego. Calif. 8-13 July,- 148 1984, Uol. 4А,- New York; London. -1985. -p.483-490.

46. Corazza A., Milana E., Zanardi F.A., Ziprani F.M. A new smart eddy-current system for on-line flaws detection // 12th World Conf. on NDT.- Amsterdam. 198S. -p. 352-354.

47. David В., Slazak 3., Legal R., Burais N. Remote field eddy current testing: Basic reseach and practical improvement // 12th World Conf. on NDT.- Amsterdam. 1989. -p. 287-292.

48. Det-dicated Eddy Current Unit Inspects Aircraft Fastener Holes with the Fasteners * In Situ'. /У Проспект фирмы Mamicon (Италия),- 5 с.

49. Dobman Betzold К., Holler P. Recent Developments in eddy current testing // Rev. Prog. Quant. Nondestructive Eval. San. Diego. Calif. 8-13 July, 1984, Uol. 4fl.- New York; London. -1985. -p.387-400.

50. Dodd C.U., Cox C.D., Deeds W.E. Experimental verification of eddy-current flaw theori // Rev. Prog. Quant. Nondestructive Eval. San. Diego. Calif. 8-13 July, 1984, Uol. 4A.- New York; London. -1985. -p.359-364.

51. Eddy Current Instrument Detects Cracks, Corrosion // Metal I Progress. 1978. - N 5. - p.96-103,

52. Forshaw M. E., Mudge P. Optimisation of magnetic particle inspection // 4th Europen Conference on NDT. London.- 1987,-p.2729-2/40.

53. Forster F. The First Picture; A review on the InitifI Steps In the Development of Eight Branshes of Nondestructive Material- 149

54. Testing // Material Evaluation. -December 1983. -N 14. -p.1477--1488.

55. Forster F. Neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der zerstorugsfreien Prufung lit magnetischem Streufluss // 3rd Eur. Conf. NDT., Florence, 15-18 Oct., 1984, Conf. Proc. Techn. Sess. Uol. 5. -Brescia, -1984. -p.287-303,

56. Forster F. On the Hay from the "Know-how" to the "Know-why? in the magnetic leakage field method of NDT (part two) // Material Evaluation 1985. -Nil. -p.1398,1400-1402,1404.

57. Free George M. Eddy Current Nondestructive Testing // U.S.Dep. Commer. Nat. Bur. Stand. Spec. Publ. -1981. N 589. -p.1-141.

58. Free G., Birnbaum G., Berger H., Kljuev U., Fedosenko Y. Standarts for eddy current NDT // 10 World Conf. NDT., Moscow, Aug,, 1982, Uol. 6. -S.l, s.a. -p.262-266.

59. Pfisterer H. KontrolIkorper nach Din 54141 Teil 2 fur die Herbelstromprufung von Rohren // Materialprufung. -1985. -27. -N 12. -p.375-381.

60. Hess A. Uerfahren zur Ribtiefenbestimmung bie der Anlagenuber Wachung // TU. -1987. -28. -N 6. -s.240-242.

61. Ida N., Betzold K., Lord W. Finite element modelling of absolite eddy current probe signals // J. Nondestruct. Eval. -1982 -3. -N 3. -p.147-154.

62. Ida N. Development of a 3-d eddy current model for- 150 nondestructive testing phenomena // Rev. Prog. Quant. Nondestructive Eval. Proc. 10th Annu, Rev, Santa Cruz, Calif. 7-12 Aug,, 1983, Uol. ЗА,- New York; London. -1984. -p.547-554.

63. Iunker H.R., Clark W.G. Experimental modelling of eddy current inspection capabilities // Rev. Prog. Quant. Nondestructive Eval. Proc. 10th Annu. Rev, Santa Cruz, Calif. 7-12 Aug., 1983, Uol. ЗА.- New York; London. -1984. -p.535-545.

64. Kahn A. H-. Impedance of a coil in the vicinity of a crack // Rev. Prog. Quant, Nondestructive Eval. Proc. 10th Annu. Rev. Santa Cruz, Calif, 7-12 Aug., 1983, Uol. ЗА.- New York; London. -1984. -p.579-587.

65. Komrakov E., Wagner E. Die Anwendung von Wirbelstromund Potential sondenverfahren zur Uerfolgung der Ribidung bei Ermudungsversuchen // Hiss. Z. Techn. Hochs. 0. Guericke Magdeburg. -1984, -28. -N 4. -s.8-10,

66. Lazarev S. F., Shaternikov U. E., Shkatov P.N. Matrix eddy current transducers with the scanning electromagnetic fields // 12th World Conf. on NDT.- Amsterdam. 1989. -p. 388-390.

67. Mirshekar-Syahkal D. Probe Characterization in a. c. Field Measurements of Surface Crack // Journal of Nondestructive Evaluation, Uol. 3. -1982. -N 1. -p.9-17.

68. Muzhitskii U.F., Karabchevskii U.A. Magnetic field analisis for arched surface cracks // Nondestr. Test. Eval., Uol. 6. 1992. - p.287-296.

69. Oehol C. L., Suartzendruber L.J. On the optimum applied field- 151 for magnetic particle inspection using direct current // Journal of Nondestructive Evaluation, Uol. 3. -1982. -N 3. -p.125-136.

70. Pfisterer H., Schutze W., Wezel H. Nondestructive corrosion testing and repair inspection // 12th World Conf. on NDT.-Aisterdam. 1989. -p. 355-356.

71. Rodger d., King A.F. Three-dimensional finite-element modelling in eddy-current NDE // IEE Proc. 1987. -A 134. - N 3. -p.301--306.

72. Sabbagh H. A., Radecki D. J., Barceshli S., Jenkins S. A. Inversion of eddy-current data and the reconstruction of three-dimensional flaws // 12th World Conf. on NDT.- Amsterdam.- 1989. -p. 375-377.

73. Stroppe H., Heptner H. Mognetische und magnetinductive Werkstoftprufung // UEB Deutscher Uerlag fur Grundstoftindustrie. -Leipzig. -1972. -447s.

74. Stumm W. Zerstorungsfreie Werkstoffprufung mit dem magnetischen Streuflubverfahren // Ind. -Anz. -1979. -101. N 22. -s.17-20.

75. Tober G., Meier Т., Steinberg C. Qualification of an eddy current and a radiographic crack inspection for a multilayer aluminium structure // 12th World Conf. on NDT.- Amsterdam. -1989. -p. 321-329.

76. Стандарт ФРГ. Wirbelstromprufung von Rohren. (Kontrollverfaren zur Bestimmung der Eigenschaften eines Wirbeistromprufsystems mit Durchlaufspulen DIN 54 141-82, Tell 2.- 152

77. Yi 3ae-yel, Lee S. Analitical solution for impedance change due to flaws in eddy current testing // Journal of Nondestructive Evaluation, Uol. 4. -1984, -13-4. -p.197-202.

78. А.С. 1158917 СССР, МКИ G 01N 27/90, 1985.

79. А.С. 1350595 СССР, МКИ G OtN 27/90, 1987.

80. А.С. 1679353 СССР, МКИ GOi N 27/90, 1991.

81. Standthaus M., Wittig G., Hennig P., Wenke H. M.ogichkeiten der funkenerosiven Herstellung von Uergleichsfern fur die zerstorungfreie Werkstoffprufung // Materialprufung. -1984. -26. -N 8. -s.266-270.

82. Шатерников B.E., Фридлендер H. Электромагнитный контроль изделий машиностроения.-М.: МИП, 1993 68 с.

83. Электромагнитный преобразователь для дефектоскопии /П.Н.Шкатов, В.И.Рогачев, В.Е.Пат ерников и Н.Фридляндер. (Заявка на патент N 93030410 от 30.06.93 ).

84. Шкатов П.Н., Шатерников В.Е.и Фридлендер Н. Электромагнитный дефектоскоп "Дефектотест-L" // Тез. доклада на семинаре при Международном авиационно-космическом салоне, Москва, 31 августа-5 сентября 1993 г., Москва.

85. Фридлендер Н., Шкатов П.Н. Имитаторы дефектов сплошности для средств электромагнитной дефектоскопии // Тез. доклада на семинаре при Международном авиационно-космическом салоне, Москва, 31 августа 5 сентября 1993 г.

86. P.N.Shkatov, U.E.Shaternikov, N.Fridlander and Y.U.Gorohov- 153

87. Nondestructive Electromagnetic Inspection of Pipelines Incomporated in an Electrically Closed Loop// 6 th Europen Conference of NDT, Nice (в печати).1. П Р И Л О И Е Н И Е

88. Программы расчета выходных характеристик электромагнитныхпреобразователей.program Sen^pod;

89. Jy ^Lr 'Xi ^ ^ ^ sLr ^ чЬ- ^ ^ U/ ^ \L/ ^r ф \As vb- ^ d,> vL> ф si/ <X> ^ wU чХ'ф -.A- vl> sly ^ si. sly vb^ ^ ^ (y. /fs ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^S ^S ^ ^ ^ ^s ^ ^S ^ ^ Jf. Л. ^v I^S ^S ^S ^ ^S

90. Программа расчета вносимого объемным подповерхностным дефектом напряжения в преобразователь с прямоугольными витками-.

91. Магнитное поле дефекта имитируется магнитным полем двух элементов с токами.

92. В верхнем элементе ток II есть разность тока в пластине толщиной T-h и исходного тока;

93. В нижнем элементе ток 12 есть исходный ток, взятый со знаком "-";

94. AUltype = array 1.8,1.8J of Real; AU2type = array П.8,1.81 of Real; AUtype = array [1.8,1. .81 of Real; eitype = array [1.8. of Real; e2type = array П. 8] of Real; etype = array H.8J of Real; ptype = array CI.83 of Real;, var

95. Cexpk(-2*k*T,ctl,ct2); Cexpk(-k*(2*t-z ),czl,cz2 ); Cexpk(-k*z,al,a2); Cs(czl,cz2,-al,-a2,dl,d2); Cu(kl,k2,1+ctl,ct2,bl,b2); Cd(dl,d2,bl,b2,il,i2); end else begin

96. Rrite('Внешняя сторона Sens D1 = '); ReadLnC D1);

97. WriteC'Зазор между обмотками d = '); ReadLnC d);

98. WriteC' Зазор Sens Zs = ');1. ReadLnCZs);

99. WriteC'Толщина изделия T = '); ReadLnC T);

100. WriteC'Обобщенный параметр k = '); ReadLnC k) ;

101. WriteC'Глубина дефекта h = '); ReadLnCh);

102. WriteC'Ширина дефекта b= '); ReadLnCb);

103. WriteC'Начальное значение x = ');1. ReadLn(Xn);

104. WriteC'Конечное значение x = '); ReadLn(Xk);

105. AviJ .:=Ua*w; Avlt1,j]:=Ur*w; Av2[i,j ];=Ui*u; end (j);1. HrlteLn;1. WriteL'nC' РЕЗУЛЬТАТЫfor J := 1 to Nx do (цикл begin X:=Xn+hX*C3-l); pjJ:=X;e1Сj 3:=AvUi,3 3; e2j.:=Av2ti,3 3; et j]:=Av[i,3 ]; end {j}; WriteLn;1. РАСЧЕТОВ' ); по X)

106. WriteLnC 'd=',d:6:3,' k=\k:6

107. WriteLnC'------------------1. WriteLnC! X !',рШ:6:3,p С 4 .: 6:3, p?l:6:3,

108. WriteLnC'------------------1. WriteLnC! Ur !',ei13:6:3e i 4 3:6; 3 e 1 [ 7 .: 6:3

109. WriteLnC'------------------

110. WriteLnC! Um ', e2C i J: 6:3e 2 С 4 3:6:3 e 2 7 .: 6; 3

111. WriteLnC'--------------------1. WriteLnC'! Ua !\eC13:6:3,e С 4 3:6:3, e С 7 3:6:3,

112. Программа расчета распределения напряженности магнитного поля над поверхностной трещиной.

113. Магнитное поле дефекта формируется за счет скачка поля Ена границах трещины.

114. Возбуждение плоской волной Еу,Нх.

115. Поддерживается U= jwmHo = const

116. Сканирование по координате X-Z(Xs,Zs)nS1. Dm <-х-2Lm1. Dm -><—>

117. Cexpk(-2*k*T,ctl,ct2); Cexpk(-k*c2*t-z),czl,cz2); Cexpk(-k*z,al,a2); Cs(czi ,cz2,-al,-a2,dl,d2); Cu(kl,k2,1+ct1,ct2,bl,b2); Cd(dl,d2,bl,b2,il,i2); end else begin

118. PTok(k,zi,t,gi,g2); CsCjl,j2,-gi,-g2,ii,i2); (Cu(0,musig,i1,i2,i i,i2);} end;ввод исходных данных } begin

119. WriteC' Зазор Sens Zs = ');1. ReadLn(Zs);

120. WriteC'Толщина изделия T = '); ReadLn(T);

121. Write('Обобщенный параметр kT = '); ReadLn(kT);

122. WriteC'Глубина дефекта h = '); ReadLnCh);

123. WriteC'Межполюсное расстояние 2Li = ');1. ReadLn(Li);1.:=Lm/2;

124. WriteC'Диаметр магнитопровода Dm = '); ReadLn(Dm);

125. WriteC'Начальное значение x = '); ReadLn(Xn);

126. WriteC'Конечное значение x = '); ReadLnCXk);

127. WriteLnC'Число точек по x=10 '); NX:=10; zap;='-';

128. WriteC'"+" , если результаты накапливаются, иначе "-" zap= '); ReadLnC zap);- 169 открыть файл для записи результатов } Assign С fout» name); CASE zap of

129. Hr:=Hr*Inl/Bi; Hm:=Hm*In2/Bi;1. Ha:=sqrt(Hr*Hr+Hm*Hi);1. Fi:=0;if abs(Hr)>0.000001 then1. Fi:=AT(Hm,Hr )*180/pi;w: = 1000;1. AvCjl:=Ha*w;1. AvljJ:=Hr*w;1. Av2j.:=Hm*w;1. Av3j.:=Fi; end (j);

130. WriteLnC РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ? );i: = 1;for i := 1 to Nh dobegin h:=hn+hh*(i-1);) for J := 1 to Nx do (цикл по X) begin X:-Xn+hX*(Л-1); PC3 .:=X; elj]:=Avi[JJ; e2[j ]:=Av2tJ]; e3[j ]:=Av3tJ]; etj ] :=AvCJ ]: end (j};1. HriteLn;

131. WriteLnC'Zs=\Zs:6:3/ kT=' ,kT:6:3,' T=\T:6:3,' h=\h:6:3,' 2Lm=\Lm

132. WriteLnC'-----------------------------------------------------------\ p 13:6:3,' !',p[23:6:3,' !' ,p[3.:6:3,' p[4]:6:3,' ! \p[53:6:3,' !',p[63:6:3,' \p[83:6:3,' :', p С 9 3:6:3, *1. WriteLnCt'pE103:6:3.'1. WriteLnC WriteLnC1. WriteLnC WriteLnC

133. Hr !',elt13:6:3,' !' ,eH23:6:3,' !', e 1 3 .: 6:3,' !\el43:6:3,' !\el[53:6:3,' !',e1[61:6:3,' !\6:3,' !', e 1 8 3:6:3,' !', e 1 [ 9 .: 6:3,' !',elC103:8:3,' !');

134. Hm !',e2t1 . :6:3,' !',e2C2 3:6:3,' !'.e2 С 3 3:6:3,'e2t43:6:3,' !', e 2 5 3:6:3,' !' ,е2Ш:6:3,' 1 \6:3,' ! \e2t83:6:3,' !', e 2 9 .: 6:3,' !',e2[103:6:3,' !');

135. Ha !',e1.:6:3,' ! ',e2J:6:3,' ! ',e С 3 3:6:3,' !\e С 4 .: 6:3,' ! ', e 5 ]: 6:3,' ! ',e С 6 3:6:3,' !\6:3/ \et83:6:3,' !' ,eС93:6:3,' !' , e 10 3:6:3,' !');

136. WriteLnC WriteLnC'! Fi !\еЗШ:4:2,'еЗШ:4:2,' e317.:6:3,' !',e3C83:6:3,' WriteLnC'---------------------e32 3:4:2,' \еЗШ:4:2, > \e3[93:6:3,'e 3 С 3 .: 4:2, ' ,еЗШ :4:2, \еЗ 10 3:6:311 | »11 iзапись результатов в файл fout ) WriteLnCfout);

137. WriteLnCfout,'Zs=',Zs:6:3,' kT=',kT:6:3,' T=\T:6:3,' h=',h:6:3,'2Lm=

138. WriteLnC fout,'------------------------------------------------------

139. Hr !',ei 1 .;6:3,' !' ,elt2]:6:3,' !\е1Ш:6:3,' !e i Г 4 .:6:3,' !', el С 5 ] :6:3,' !' ,el63:6:3,' !\ ' !', e 1 [ 8 ]: 6:3,' !\е1Ш:6:3,' !' ,el[10]:6;3,' !');

140. Hi I' ,e2t 1 .:8:3,' !' ,е2Ш:6:3,' !' ,e213]:6:3,' !',e 2 С 4 3:6:3,' !' ,е2Ш :6:3,' !', e 2 С 6 3:6:3,' !', ' !' ,e281:6:3,' !' ,e2t93:6:3,' !', e 2 С10 3:6:3,' !');

141. Ha !',et 11:6:3,' !' ,еШ :6:3,' !' ,e31:6:3,' I', e [ 4 J: 6:3,' !' ,еШ:6:3,' !' ,еШ :6:3,' !', !' ,e[8J :6:3,' !' ,еШ:6:3,' !', e [ 101:6:3,' !');

142. Fi !' ,e3 11:4:2,' !' ,еЗШ :4:2,' !' ,еЗШ:4:2,' I',еЗШ :4:2,' I\еЗШ:4:2,' 1\еЗШ:4:2,' !\ ' !',e381:6:3,' !' ,e3t93:6:3,' !' ,е3[103:6:3,' I');end.

143. Deutsche Lufthansa Aktiengesellschaft Postfach 6303 00, D-22313 Hamburg1.re Zeichen Your Ref.

144. Unsere Zeichen/Datum Our Ref./Date

145. Telefon-Durchw Telephone-Ext.14.April 941. Herrn

146. Norbert Friedlander Jungfrauenthal 2 20149 Hamburg

147. Vergleich mit herkommlichem, auf dem Markt erhaltlichem Equipment, bietet das neue Konzept bemerkenswerte Vorteile.

148. Das System ist sehr empfindlich. Storungen werden unterdriickt. Das Gerat ist klein und handlich. Die Bedienung ist unglaublich einfach.

149. Wir halten das Gerat fiir entwicklungs- und ausbaufahig und sehen sehr gute Marktchancen fur den Absatz nicht nur in der Flugzeugwartung und Instandhaltung. Folgende Verbesserungen sind jedoch vorzunehmen:

150. Stabiles Gehause mit modernem Design Frequenzumschaltung, je nach Priifaufgabe und Eindringtiefe Justierbare Priifempfmdlichkeit

151. Qualititative Anpassung an West-Standard bei der Fertigung

152. Gerne sind wir bei der weiteren Entwicklung des Gerates behilflich und stehen fiir Fragen und Erprobungen zur Verfiigung1. Mit freundlichen Griifien

153. Deutsche Lufthansa AG Hamburg Zerstorungsfreie Werkstoffpriifung

154. Gesellschaftsrechtliche Angaben, Anschrift und weitere Inlormationen auf der RCickseite

155. For corporate details, address and further information p.t.o.1. ЛюФтганза

156. Ноп-.цьая ЛюФтгаиаа Акциин^^оо общестэи

157. ГОСПОДИНУ П. рб-.-рТУ йрЯДЛОНДврУ ft*41 {'риувМГ^ЛЬ 22.0149 Гамбург.14 -апреля 1994 аода

158. Ув.шаемий господин Фридяекдер

159. Нем»; цкал ЛкФгганва АО Гамбург1. Начальник отдела

160. Нераэрушающий контроль риала"1. Шур1. АКТоб использовании электромагнитного дефектоскопа "Дефектотест-L" при проведении ревизии сосудов высокого давления на Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе