Способ тепловой дефектоскопии

(54) С КТОСК ОБ ТЕПЛОВОИ б имеет недостаобнаружения деобусловленную ельефом, воспрортину учас 1;.а проданныи спас товерность роволоках, м тепловым дефектную ка Однакоточную досфектов в инеустойчивыизводящимволоки,Цель изрности об ве ка ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИдсТЕЛЬСТВ(71) Отдел теплофиэики АН УЗССР иевкое свидетельство СССРкл, 6 01 й 25/18, 1986,кое свидетельство СССРкл, 6 01 И 25/12, 1981,Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов, в частности проводящей проволоки, и может быть использовано в лабораторных и цеховых условиях для контроля локальных неоднородностей, структурной нестабильности и качества проволоки,Известен способ нераэрушающего контроля теплофизических свойств материалов, заключающийся в нагреве исследуемого образца точечным источником энергии и регистрации предельной избыточной температуры поверхности термоприемником,Тепловое возбуждение в известном способе осуществляется внешним точечным источником, что позволяет эффективно воздействовать лишь на поверхность материала и исследовать дефекты находящиеся на поверхности, в то время как дефекты внутри объема материала экранированы, В результате изменения коэффициента отражения поверхности изменяются начальные условия прогрева дефектной и бездефектной областей. что осложняет интерпрета 177087 О А 1(57) Изобретение относится к нераэрушаюшему контролю материалов и может быть использовано для обнаружения дефектов в металлических проволоках. Цель изобретения - повышение достоверности обнаружения дефектов в проволоках. Проволоку нагревают путем пропускания чере нее импульсов электрического тока длительностью 10 -10 с, частотой повторения 10-100 Гц и амплитудой тока 10 А/мм 2. Регистрирую температуру проволоки, а о наличии дефектов судят по скорости нарастания температуры проволоки 1 ил цию полученной информации. Невозможность обеспечения надежного теплового контакта термоприемника при сканировании по поверхности снижает точность определения теплофизических харак 1 еристик материалов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ тепловойдефектоскопии, включающий нагрев изделия путем пропускания через него импульсов электрического тока и регистрацию температурного поля изделия, по которому судят о наличии дефектов. бретения - повышение достоаружения дефектов в проволо 1770870Для достижения поставленной цели необходимо создать периодические переходные процессы, которые возникают при пропускании электрического тока через участок проволоки, где происходит локальный разогрев в области дефекта, связанный с избыточным сопротивлением, Дефекты (поры, разрывы монокристалличности, нестабильность структуры и т.д.) приводят к росту сопротивления проволоки и снижению ее теплопроводности. При этом выделяемое тепло обусловлено джоулевыми потерями. Рост температуры в области дефекта приводит к дальнейшему росту сопротивления, Этот процесс непрерывен и при соответствующем выборе электрических (скорость нарастания тока, сопротивление) и теплофиэических (теплоемкость. теплопроводность) параметров происходит лавинно, Важным моментом этого процесса является уменьшение теплопроводности металлических материалов с температурой, что приводит к локализации участка перегрева и повышению разрешающей способности в определении местонахождения дефекта. Поддерживая определенную среднюю температуру проволоки, можно надежно выявлять дефекты, проявляющиеся в росте сопротивления. уменьшении теплоемкости и теплопроводности дефектных областей. В изобретении такие условия создаются периодической последовательностью коротких импульсов тока (тм = 10 -10 с) со-з . -а скважностью 10-20. создающих устойчивый тепловой рельеф, воспроизводящий дефектную картину участка проволоки.При этом большая скважность обеспечивает низкую температуру (для исключения окисления проволоки) беэдефектных областей, При приложении короткого импульса тока к движущемуся проводу нагрев участка происходит по закону ЬТ= Ь - 2,4 лА б(1)где ЬТ - приращение температуры за времят 2 - 11: ц = Я - количество тепла в единицу2времени; А - коэффициент теплопроводкости; - сила тока, проходящего через проволоку; Й - электрическое сопротивлениепроволоки, Как видно из формулы(1), скорость нарастания теплового импульса определяется не только ростом сопротивления й вдефектной области, но и поведением тепдопроводности А, Исследования, проведенные на вольфрамовой проволоке, показали,что дефекты типа пор, разрывов сплошности, границ фаз приводят к уменьшениютеплопроводиости материала и тем самым к росту скорости нарастания теплового импульса в соответствии с формулой (1),На чертеже показана схема устройствадля реализации предлагаемого способа,5 Устройство состоит иэ генераторной части, приемного устройства, системы механической протяжки проволоки и блокапитания. Генераторная часть предназначена для формирования импульсов тока амп 10 литудой 10 А/мм и длительностью 10 с исостоит иэ генератора импульсов 1(Г 5 - 5 Б А)и усилителя мощности 2,Подача тепловых импульсов осуществляется через коктакты 3,4,15 Приемная часть состоит из пирометрического датчика 5, реагирующего только наизменение температуры (ЬТ = 0,05 ОС), операционного усилителя Б, схемы селекции 7,устройства сравнения 8 сигнала Ь Т, изме 20 ренного в момент времени И, с амплитудойтока на резисторе В 1. С выхода этого устройства сигнал, нормированный по амплитудеи пропорциональный отношению ЬТ 2/ЬТ 1,поступает на счетчик дефектов 9 (частото 25 мер ЧЗА в режиме счета импульсов;порог устанавливается входным аттенюатором). Работа блоков 2-8 обеспечивается соответствующими напряжениями от блокапитания. Подающий 10 и приемный 11 валы30 осуществляют протяжку контролируемогопровода с заданной скоростью,Скорость протяжки выбирается из усло.вия максимальной чувствительности пиродатчика и высокой производительности35 линии. При времени нарастания тепловогоимпульса тнржст = 10 с и необходимости-зрегистрации дефектов с минимальным раз-,мером г = 0,2 - 0,3 мм скорость протяжкидостигает значения Чпр = 20 маймин, что40 удовлетворяет технологическим требованиям современнь 1 х линий протяжки. Длительность и частота следования импульсовтакже определяются толщиной провода иверхним пределом температуры, допускае 4 о мым технологической картой процесса протяжки.Использование изобретения позволяетс достаточной достоверностью определятьдефекты в проволоках их различных элект 50 ропроводных материалов и тем самым повысить качество проволоки.Формула изобретенияСпособ тепловой дефектоскопии, включающий нагрев исследуемого изделия пу 55 тем пропускания через него импульсовэлектрического тока и регистрацию температурного поля изделия, по которому судято наличии дефектов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения достоверности1 ПОЗА В Составнтель В,МарченкоТехред М.Моргентал Корректор Э,Лончакоее Редактор Г.Бельская Заказ 3738 Тираж Подеисное ВНИИПИГщдщт в пттамтииит таепвгкнпссс 113035, Москва, Ж, Развея наеЮ 5 Произаодственно-издательский комбинат "пемю", е. Ужгород, уя.Гагарина, 101 обнврумвнил двфвктов в проволоках, влвк. 10.100 Гц и амплитудой удвльного тока 10 трическизе импульсы формируютдлительно-, Аlмм, а о наличии дефектов судят по скостыо 10 10 с, с частотой повторения ровти нарастания температуры проволоки.