Устройство для магнитного контроля ферромагнитных изделий

(55 6 01 Й 27/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОСУДАР СТВ Е ННЫ И КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности (72) Ю.А.Букасев, В,С,Федоринин, Л.А,Мироненко и А.П.Маруллин(56) Авторское свидетельство СССР Й. 578611, кл. О 01 М 27/87, 03,10,74.Авторское свидетельство СССР М 864104, кл, 6 01 й 27/87, 13.08.79.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для контроля сплошности и дефектов геометрии шва электросварных труб в технологическом потоке, Целью изобретения является повышение достоверности при контроле сварных швов. Для этого поверхность намагниченного изделия сканируют первым ферроэондовым преобразователем 1, состоящим иэ двух полузондов, с измерительных обмоток которых снимают сигналы, по которым судят о качестве изделия, и вторым ферроэондовым преобразователем 2, у которого расстояние между полузондами устанавливают равным двум толщинам стенки изделия. При этом на полуэонды воздействуют дополнительным магнитным полем до тех пор, пока разность сигналов при сканировании обоими преобразователями беэдефектного изделия не станет минимальной. 3 ил.Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использованодля контроля сплошности и дефектов геометрии шва электросварных труб в технологическом потоке.Целью изобретения является повышение достоверности при контроле сварныхшвов за счет обнаружения как дефектовсплошности, так и дефектов геометрии шванепосредственно в линии стана, возможности различать протяженные дефекты отнепротяженных, поверхностных от внутренних и сквозных,На фиг, 1 представлена схема устройства для магнитного контроля ферромагнитных изделий; на фиг. 2 - диаграмманапряжений сигнала на выходе устройства;на фиг. 3 - распределение нормальной составляющей поля рассеяния над швом.Устройство для магнитного контроляферромагнитных изделий содержит дваферрозондовых преобразователя 1 и 2 сразными базами, блок обработки сигналов,выполненный в виде двух идентичных каналов, каждый иэ которых соединен с соответствующим феррозондовым преобразователем и представляет собой соответственно избирательные усилители 3 и 4, объединенные входами соответственнофазовые детекторы 5 и б и амплитудныедетекторы 7 и 8, индикаторы 9 и 10, подключенные к выходам фазовых детекторов 5 иб, блок 11 вычитания, входы которого подключены к выходам амплитудных детекторов 7 и 8 обоих каналов, Устройствосодержит также подключенные к выходублока 11 вычитания блок 12 дифференцирования с сигнализатором 13 дефектов, интегрирующий блок 14 с сигнализатором 15дефектов, третий фазовый детектор 16, квыходу которого подключен индикатор 17.На фиг, 3 введены следующие обозначе, ния; кривая 18 - поле наружного дефектасплошности (непровара) с малым раскрытием 0,1 мм; кривая 19 - поле дефекта, расположенного на внутренней поверхности шва(внутренний дефект); кривая 20 - поле внутреннего грата (дефект сплошности отсутствует); кривая 21 - поле полюсовэлектромагнита (не показан); кривая 22 -поле сквозного дефекта,Устройство работает следующим образом.Общим для кривых нормальной составляющей поля различных дефектов являетсяналичие двух разнополярных экстремумов,расположенных по обе стороны сварного шва. Сварной шов при сварке давлением представляет собой узкую зону сцепления соединяемых полос металла, образующих 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 так называемый сварной стык шириной несколько десятков микрон, Существенным отличием их является различное удаление экстремумов от шва, что и определяет оптимальную базу феррозондовых преобразователей или оптимальное расстояние между полузондами, при котором достигается наилучшая выявляемость дефектов и наибольшая достоверность контроля,Так, согласно расположению экстремумов на кривых полей дефектов (типа канавки), представленных на фиг. 3, можно предсказать оптимальное расстояние между полузондами для каждого вида дефекта. Для надежного обнаружения наружного дефекта глубиной 1 мм расстояние между полузондами должно быть порядка 1,4 - 1,6 мм, для надежного обнаружения такого же по типу и размеру дефекта на внутренней поверхности это расстояние должно быть порядка 5,2 - 6 мм, что составляет ориентировочно две толщины стенки трубы, Поле сквозного дефекта (кривая 22) поддается обнаружению феррозондовым преобразователем с малой и большой базами с одинаковой надежностью в силу большего пространственного распределения. Этим можно объяснить сравнительно легкую выявляемость сквозных дефектов на практике. Поля дефектов геометрии типа внутреннего грата отличаются от полей дефектов сплошности полярностью экстремумов и их формой,Если поля дефектов являются перемен- . ными, случайными составляющими поля шва, то поле полюсов (кривая 21) является постоянной составляющей, С удалением от шва эта составляющая растет, что следует учитывать при осуществлении способа контроля. Структурная составляющая поля шва (не показана) не превышает 0,5 - 1 А/см, локализуется у поверхности шва на расстоянии до 1,5 мм от него и в сильных намагничивающих полях практически не проявляет себя и не влияет на результаты контроля, Контролируемую трубу 23 помещают в пойеречное однородное по длине шва магнитное поле полюсов П-образного электромагнита. Преобразователи сбалансированы так, что на бездефектном шве при отсутствии наружного и внутреннего грата сигналы в блоке 11 вычитания взаимно уничтожаются. На индикаторах 9 и 10 показания будут равны, а на индикаторе 17 - равны нулю,Преобразователь 1 имеет большую базу, чем преобразователь 2, и поэтому более чувствителен к неоднородности намагничивающего поля (кривая 21 на фиг. 3), созданного полюсами электромагнита, Длякомпенсации влияния этого поля через катушки на полузондах пропускают постоянный ток до тех пор и до той величины, прикоторой сигнал помехи на выходе преобра:зователя 1 не станет равным сигналу помехи на выходе преобразователя 2, Тогдаразность сигнала помехи, наблюдаемого наиндикаторе 17, будет равна нулю.Рассмотрим четыре основных случая,которые могут иметь место на практике, и 10какие сигналы мы будем при этом наблю:дать на индикаторах 9, 10 и 17,На шве имеется не снятый внутренний, грат по всей длине трубы, Тогда на индикаторе 9, работающем от преобразователя 1, 15появится сигнал отрицательной полярности, Ея, а на индикаторе 10 (преобразователь 2)будем наблюдать сигнал помехи Ею положительной полярности, Результирующийсигнал Е 1 о будем видеть на индикаторе 17 20(фиг,2 а). В результате вычитания сигнала Ея,иэ Е 1 о они сложатся. Сигнал Еу по амплиту,:де будет представлять сумму сигналов Ея иЕю,На шве с гратом появился поверхност:отреагирует преобразователь 2, и на индикаторе 10 на фоне сигнала-помехи появитсяположительный импульсный сигнал, который после вычитания сигнала отрицатель;ной полярности от внутреннего грата дастна индикаторе 17 увеличенный по амплитуде суммарный сигнал Еп.В результате заглубления резца гратоснимателя (фиг. 2 в) в стенку трубы на шве, образовалось утонение большой протяженности, На это отреагирует преобразователь:1, и на индикаторе 9 появится сигнал Ея,положительной полярности, 40При наличии поверхностного дефекта.,сплошности небольшой длины сигнал на индикаторе 10 остается без изменения как и в;предыдущем случае, однако результирующий сигнал Е 17 изменится по амплитуде и 45форме. На шве беэ грата появились в одном сечении два одинаковых дефекта сплошности конечной длины: один на наружной поверхности, другой на внутренней поверхности шва (фиг. 2 г),На внутренний дефект отреагирует преобразователь 1, на поверхностный - преобразователь 2. На индикаторах 9 и 10 бувем наблюдать два импульсных сигнала положительной полярности на фоне сигнала-помехи, Поскольку дефект проходит под преобразователями не одновременно, то импульсы их на индикаторах разнесены по времени, Поэтому после операции вычитания сигналы не уничтожились, Сигнал от внутреннего дефекта лишь поменяет свой знак. То же самое будет иметь место при наличии сквозного дефекта. На индикаторе 17 будем видеть два раэнополярных сигнала.Формула изобретения Устройство для магнитного контроля ферромагнитных изделий, содержащее феррозондовый преобразователь, блок обработки сигналов и индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности при контроле сварных швов. он снабжен вторым феррозондовым преобразователем, база которого отлична от базы первого феррозондового преобразователя, а блок обработки сигналов выполнен в виде двух идентичных каналов, каждый иэ которых соединен с выходом соответствующего феррозондового преобразователя и представляет собой обьединенные входами амплитудный и фазовый детекторы и индикатор, вход которого подключен к выходу фазового детектора, блока выч:аь,г входы которого подключены к выхода . л плитудн ых детекторов обоих каналов, ггодключенных к выходу блока вычитания., блока дифференцирования с сигнализатором дефектов, интегрирующего блока с вторым сигнализатором дефектов и третьего фазового детектора, выход которого подключен к входу первого индикатора.1583827 ф Составитель И. Кесоян .дактор В.Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор М.Самборска роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул. Гагарина, 101 аказ 2250 ВНИИПИ Госу Тираж 513 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5