Электротермический способ дефектос-копии

(72 И. Головин и В. А, Киперман ашиностровния амбовский институт(54) ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИ2Изобретение относится к неразрушаю- ределяет влияние дефекта на конструкщему контролю проводящих материалов ционную прочность изделия.Известен способ тепловой дефекто- . Цель изобретения - повышение скопин, основанный иа нагреве поверх- формативности способа. ности изделия токами высокой частотыи регистрации деФектов по наличию ф Поставленная цель достигается тем, трепиеите.температуры иоверкиоствЯ. ето в впектротермическом способе ПеНедостатком указанного способа Фектоскопии, .основанном на нагреве является низкая разрешающая способ" изделия путем пропускания через него ность. электрического тока, по.иэделию проЮНаиболее близким по технической пускают ряд импульсов электрического сущности к предлагаемому являетоя тока неизменной амплитуды с увеличизлектротермический способ дефектоско- вающейся длительностью с р разделенных . пии, в котором нагрев контролируемой во времени паузой, достаточной для зож производится электрическим током полного охлаждения изделия после про)5а о наличии дефекта судят по величине пускания предыдущего импульса, изметермоэЖр возникающей в зоне свщщо-, . ряют максимальную температуру в зоне го соединения разнородных металаов 2 е деФекта в момент окончания импульсатока и определяют величину наимень-,Недостатком способа является не- шего радиуса кривизны обнаруженного возможность обнаружения дефекта вне. дефекта г, по формуле г=101 Й 2,где Н- зоны сварного шва, Кроме того, способ коэффициент температуропроводности мане позволяет установить наименьший териала иэделия, Ф -длительность имрадиус кривизны дефекта, который оп- пульса, после которого измеряемая темин824003 10 40 3пература перестает прямо пропорцио нально зависеть от йДля пояснения сущности предлагаемого способа рассмотрим распределение электрического тока в металли.ческом листе со сквозным эллиптическим отверстием, Известно, что с помощью эллипса можно описать острые и тупые трещины, продолговатые и круглые неметаллические включения и др. непроводящне дефекты,Комплексный потенциал электрического тока в бесконечном листе с эллилтическим отверстием равен 15 В ЬДсс- х(сР 4 Р) совр+1(1)ь-а 3 .О "Ь 15 Фйу где Е - значение напряженностиОЭполя на бесконечности;Е=х 11 -,комплексная переменная,- угол между вектором на пряженности и положительным направлениемоси Х, совпадающимс большой осью эллипса,а и в- соответственно большаяи малая полуоси эллипса.Напряженность электрического поля . определится как модуль производной комплексного потенциала. 35В вершине дефекта, имеющей координаты (а,о), она. равнаЕ Е 1-1 впуили, заменяя Ь через гасЯ (+ - у( ) С учетом закона Ома аналогич 1 ое выражение имеет место и для плотности. 45 тока. Таким образом, в вершние дефекта эллиптической форьы происходит увеличение плотности потока по сравнению со средней по образцу в р раз50Р= ЕдафнЯв Е где- .коэффициент концентрацииэлектрического тока в вершине дефекта (трещины);К= -- безразмерный параметр, определяющий степень вытянутости и остроты дефекта. 4Очевидно, концентрация тока вбли" зи устья трещины приводит к заметному повышению температуры в этой области, которое позволяет обнаружить дефект.Максимальной величины температура достигает в условиях адиабатического нагрева, когда за время действия импульса тока теплопроводность не успеет существенно выравнять температурный градиент (закон Джоуля-Ленца)т, - , (ь)6где оз - плотность тока;С - длительность импульса тока;ИС- проводимость и объемнаятеплоемкость материала изделия фЕсли длительность импульса тока превышает характерное время термической диффузии, которое определяется как 1 " =г,Н (Н - коэффициент температуропроводности), то локальный разогрев в вершине будет намного слабее. Для больших длительностей импульса. тока реальный распределенныйисточник тепла заменяют линейным, расположенным в центре трещины.Его мощность определяется интегрированием квадрата распределениятока 3 К 2 (ф)-=2,4г 2Тогда температура, нормированнаяна удельное тепловыделение в вершинетрещины, определится выражением где- коэффициент теплопроводностифЕ- интегральная показательнаяфункция;5 - расстояние от вершины трещнныеЧем больше радиус кривизны кончика трещины, тем,для длинных импульсов более пренебрегают теплопроводностью и пользуются аднабатическим приближением. За границу применимости адиабатического приближения (5) принимают условие е 4 0,0, из кол л+ торого и получается соотношениеЪ- с 00: илн Р = 0 йсПредлагаемый способ позволяет не только обнаруживать дефект, но и с824003 Формула изобретения Составитель С. БеловодченкоРедактор Л. Кеви Техред Ж.Кастелевич Корректо С. Шекма Заказ 2096/61 Тираж 907 , ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035 Москва ЖРа ская наб. д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 удовлетворительной точностью опре" .делять его минимальный радиус кривизны, что дает возможность оцениватьвлияние этого дефекта на конструкционную прочность контролируемогоизделия. Электротермический способ дефек- . тоскопии, основанный на нагреве изде,лия путем пропускания через него электрического тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения информативности способа, прону" скают ряд импульсов тока неизменной амплитуды с увеличивающейся длительностью С, разделенных во времени паузой, достаточной для полного охлаждения изделия после пропускания предыдущего импульса, измеряют максимальную температуру в зоне дефектав момент окончания импульса и опре-деляют величину наименьшего радиусакривизны обнаженного дефекта г поформуле г=10 Н 1, где Н - коэффициенттемпературопроводности материала изделияь - длительность импульса,лпосле которого измеряемая температураперестает прямо пропорционально зависеть от 1. Источники информации,И принятые во внимание при экспертизе 1, Патент С 1 йА У 3681970,кл, 73-15.4, 19 О. 2. Авторское свидетельство СССР В 263969, кл, 6 01 И 25/72, 1970 20 (прототип).