Имитатор дефектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 И 27 ИЯ ТЕЛЬСТВУ а" ОО СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ И АВТОРСКОМУ С(71) Центральное межотраслевое конструкторско-технологическое бюро робототехники с опытным производством Института физики АН ЛатвССР (72) М.В,Демидов(56) Авторское свидетельство СССР Мф 739391, кл. С 01 М 27/82, 1978.(54)(57) 1,ИМИТАТОР ДЕФЕКТОВ, содерж щий цилиндрическое основание, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с1 целью ресширения функциональньж.воз. можностей путем имитации торцовых дефектов, он снабжен стержнем из не- проводящего материала, установленным соосно с основанием внутри него, и не менее; чем двумя, токопроводящими дисками, размещенными на выступающих концах стержня встык с основанием.1191813 2. Имитатор по п.1 о т л и ч а ющ и й с я 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.3Имитатор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я 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.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью имитации торцовых подповерхностных деФектов типа расслоений, диски выполИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при настройке деФектоскопов и для ыоделирова 1 Ия дефектов, характерных для торцовых участков цилин 1 р 11 ческнх деталей.Цель изобретегня - расширеше функционалып 1 х Возможностей путем имитации торцовых дефектов, а именно - торцовых распределе 1 пи г поверхности.1 х дефектов торцовых дефектов типа крупных пустот, торцовых подповерхностных дефектов типа расслоений и торцовых тонких протяжеьниях дефектов типа поверхностных тре 1 цин.На фиг, 1 представлен имитатор дефектов с измерителыпз 1 м преобразователем; на фиг. 2-5 - конструкции дисков, имитирующих дефекты различн 11 х типов.201 ЬВ 1 татор дефектов состоит из основания 1, выполненного в виде одно-или многослойного протяже 1 гного цилиндра, изготовленного;з токо- проводящего материала (например, из алюминия или другого материала, характерного для группы контролиру-, емых деталей), стержня 2 из нетокопроводящего материала (11 аример, эбонита ), размещенного внутри осно ванпя 1, сооснс с ним,и не менее нены из трех концентрических слоев,внешний и внутренний слои Выполнены из материала с злектропроводностыо, равной электропроводности основания, средний слой - из материала с меньшей электропроводностью,чем у основания, а радиус внешнегослоя равен радиусу основания. 5. Имитатор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я 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 в 11 е 11 ее кольцо разомкнуто и имеет радиус, равный радиусу ОсноваДВУХ 1 ОК 011 РОВОДЯЩИХ тоРЦОВЫХ ДИСКОВ 3 и 4, размещенных на выстуающих концах стержня 2 встык с Основанием 1.Еонтро 1 ь дефектов, воссоздаваемых имитатором, осущссвл 1 ется электромагпитным проход 1 п м 11 реобразоваелем 5, Вкп 1 оче 1 н 1: в измерительную цепь дефектоскопа 6.Диски 31, имитирующ 11 е торцовые распредетепые поверхностные "ефек - ты, выполнены 1,з материала с меньшей электропроводностью, чем основание 1, а радиусы дисков 3 и 4 вь 1 браны равными радиусу основашя 1 (Фиг,2 ,.Для имитации торцовых дефектов типа крупных пустот диски 3, 4 выполнены из материала с той же электропроводностью, что и основание 1, а их радиусы выбраны меныпими, чем радиус осповаьпя 1 Фиг.31. Для имитации торцовых подповерхностных дефектов типа расслоений диски 3, 1 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.1).Для имитации торцовых тонких протяженных дефектов типа поверхностныхтрещин диски выполнены из двух кон-.центрических колец 10 и 11 из материала с той же электропроводностью, 5что 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 илииного вида полностью собранный имитатор, представляющий собой цилиндрическое основание 1 со стержнем 2и размещенными на выступающих концах стержня 2 дисками 3, 4 из токопроводящего материала встык с осно 20ванием 1, перемещают со скоростьюЧ через измерительный проходной преобразователь 5. При этом в измерительной схеме дефектоскопа 6 в моментпрохождения дисков 3 и 4 возникнутсигналы, величина и характер которых зависят от вида дефектов. Варьируя конструкцию торцовых дисков, ихразмеры и свойства, а также взаимное сочетание дисков, исследуют зависимость параметров, возникающих сигналов (амплитуду и скорость нарастания )от характера и размера дефектов.Различная конструкция дисков взависимости от вида имитируемого де- З 5фекта объясняется следующим.Все многообразие дефектов различного вида, в том числе и имитируемыеторцовые, сводят к четырем обобщеннымгруппам дефектов, которые отличаются друг от друга особенностями физических процессов при взаимодействии конкретного торцового дефекта спервичным электромагнитным полем измерительного преобразователя 5 дефек тоскопа 6. Такими видами дефектов,встречающихся при контроле качествадеталей в процессе производства, яв-.ляются:распределенные поверхностные деФекть: (скопление пор, мелкие неметаллические включения, очаги коррозии ит.д. );дефекты в виде крупных пустот ( раковины, значительные неметаллическиевключения, вмятины и т.д.);подповерхностные дефекты типа расслоений (наклеп, обжатие и т.д. );тонкие протяженные дефекты (типа поверхностных трещин и т.д. ).Конструктивное исполнение токо- проводящих 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 токо- проводящего материала с электропроводностью Ь меньшей, чем электропроводность 6, материала основания 1 ( т,е. вьдерживается условие 6(6 ); а ввиду того, что суммарный 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 В. =й ). Суммарс ный размер дисков, имитирующих деФекты в виде крупных пустот (фиг.2 б) соизмерим с диаметром эквивалентного контура вихревых слоев преобразователя 5, а в относительно большом объеме, занимаемом 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 с материала основания, а размер торцового диска (дисков ), выражаемый его радиусом Й выполняется меньшим, чем размер Р, цилиндрического основания (т.е. выполняются условия Ь=Ь и В(. Рс) .сПодповерхностные 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 о,6 огААс. А,ВНИИПИ Заказ 7151/41 Тираж 89 б Подписное Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 иал ППП вуют глубине залегания имитируемого дефекта ( т.е, выполняются соотношения Ь,( Ь и К с К с К,).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 11 выбирается одинаковой и равной электропроводности основания 1, а ширина й диска 3 или 4 и радиусы К и К его колец О и 11, а также размеры Й изъятого сегмента определяются длиной, шириной и глубиной распространения реального дефекта=сопэ; К ( Р ).Указанйое позволяет создать целый комплект токопроводящих дисковразличных размеров.,одно- и многослойных с различными электрическимисвойствами, что обеспечивает исследование одним имитатором практичес ки всех, наиболее распространенныхв производстве, торцовых дефектов.Для того, чтобы повысить качество имитации дефектов., т.е. степеньподобия реальному процессу взаимодей ствия конкретного торцового дефектас локальным полем измерительного преобразователя 5, в зонах стыка цилиндрического основания 1 и торцовыхдисков 3, 4 применяют для обеспече ния более плавного перехода суспензии, например,в виде машинного маслаи металлических опилок из того же материала, из которого изготовленоцилиндрическое основание 1.