Дефектоскопы ДНМ-15, ДНМ-500

В дефектоскопах ДНМ-15 и ДИМ-500 применен способ, позволяющий исключать влияние на показания измене­ний зазора между датчиком н деталью в пределах от 0 до 1 мм

Рис. 5.16. Блок-схема дефектоскопа типа ДНМ (о) и векторная ди-
аграмма и-зменений вносимых напряжений относительно линии

отвода (б):

1 — генератор; 2 и 3 — трансформаторные датчики; 4 — усилитель; 5 — фазо-
вращатель; 6 — фазовый разлнчнтсль

без уменьшения чувствительности. В основе способа лежит изме­рение угла между линией отвода и вносимым напряжением дат­чика. Для выделения вносимого напряжения использованы
(рис. 5.16, а) два одинаковых трансформаторных датчика 2 и З (измеряющий и компенсирующий, последний расположен внутри прибора), возбуждающие обмотки которых включены согласно, а измерительные — встречно. В режиме холостого хода напряже­ния на измерительных обмотках равны по амплитуде, но сдви­нуты по фазе на угол 180°, т. с. их векторы направлены встречно. Поэтому на выходе датчиков напряжение равно нулю, что анало­гично переносу начала координат на плоскости напряжений или сопротивлений в точку о = 0 (см. рис, 5.8).

При помещении датчика на деталь на выходе получается вносимое напряжение (рис. 5.16, б), активная составляющая

которого иШ1/? зависит от различных факторов так же, как RBU> а индуктивная составляющая иШь — как a>Lmi (см. рис. 5.9). Если в детали под датчиком трещины нет, то на выходе возникает напря­жение Ui = OA, вектор которого практически совпадает с линией отвода h’. При таком состоянии дефектоскоп настраивают для контроля данной детали. Относительно вектора щ (или, что то же самое, относительно линии отвода hf) измеряется фаза всех вносимых напряжений. Если датчик переставить на трещину, то вносимое напряжение получит приращение АС и станет равным и2 = ОС. Вектор и2 относительно вектора щ не только умень­шился, но н повернулся на угол VF.

Для преобразования сигнала датчика использован фазовый различитель 6, который вырабатывает сигнал, пропорциональный углу между линией отвода и вектором вносимого напряжения и не зависящий от амплитуды последнего. Этот сигнал в дефекто­скопе регистрируется стрелочным индикатором. Так как при воз­никновении зазоров векторы вносимого напряжения практически совпадают с линией отвода, например вектор OD, то из-за коле­баний зазора между деталью и датчиком отклонения стрелки не наблюдается. Однако другие мешающие факторы, влияние кото­рых на сигнал датчика изображается криволинейными годогра­фами (см. рис. 5.9, в, г, е, ж, з), вызывают показания дефекто­скопов, что усложняет проведение контроля и расшифровку его результатов.

В связи с измерением фазы дефектоскопы ДНМ-15 и ДНМ-500 имеют существенные особенности. Для их выяснения рассмотрим годографы приращений вносимого напряжения (рис. 5.17), обус­ловленных трещинами различных относительных размеров:

у

ДЛИНЫ поверхностных трещин I ~ JT—, глубина которых s’ больше

с

глубины проникновения ВТ (s’ > у о); глубины поверхностных

трещин s = Д—, длина которых /’ значительно больше среднего

диаметра датчика Dc (/’^3D,-), а также глубины залегания иод-

д’

поверхностной трещины d = уг-, у которой /’^ЗОг, s’ > ih — Начало

ис

координат годографов приращений (рис. 5.17) лежит на годо­

графе а вносимых напряжений (рис. 5.9) и совпадает с точкой, характеризующей влияние электропроводности контролируемой детали на сигнал датчика.

При увеличении глубины или длины трещины приращение вносимого напряжения изменяется от нуля вверх по годографу s или /, что вызывает рост угла 4f между линией отвода Ы и вно­симым напряжением, обусловлен­ным трещиной, и рост показаний дефектоскопа.

Если трещину, размеры кото­рой соответствуют, например, точ­ке А на рис. 5.17, «погружать» в металл, то ею обусловленные приращения напряжения будут из­меняться по штриховому годо­графу. Поворот вектора прираще­ния вносимого напряжения вправо от линии отвода приводит к тому, что угол 1{г при «погружении» нс — сплошпости до некоторой глубины d не только не уменьшается, но даже растет 0Е2>’1М, хотя ампли­туда приращения напряжения, вы­званного подповерхностной трещи­ной, меньше, чем амплитуда прира­щения напряжения, вызваиного та­кой же поверхностной трещиной. Этим объясняется то, что дефекто­скопы ДНМ-15 и ДНМ-500 при вы­явлении подповерхностных несплот­ностей при небольшой глубине их

В некоторых случаях вектор приращения напряжения, обус­ловленного неснлошностью, оказывается слева от линии отвода, например при наличии некоторых неглубоких поверхностных дефектов (рис. 5.17). Это значит, что угол XF получается отрица­тельным, а на выходе фазового различителя появляется отрица­тельное напряжение. Оно должно привести к отклонению стрелки индикатора влево от нуля шкалы. Такие измерения в дефекто­скопах типа ДИМ не предусмотрены, и несплошности подобного вида прибором могут быть не обнаружены.

Отрицательный знак угла Чг получается при наличии трещин на ребрах, кромках лопаток, если датчик, средний диаметр кото­рого больше ширины ребра, кромки, размещать с торца, как т

показано На рис. 5.18, а. Если датчик поместить так, как показано на рис. 5.18,6, то трещины дефектоскопом будут выявлены, так как угол Чг получится положительным.

Па рис. 5.19 в координатах «толщина ребра А — электропро­водность материала деталей а» приведена граница, показываю­щая, при каких сочетаниях а п А в случае правильной настройки

дефектоскоп ДНМ-15 пере­стает выявлять поперечные трещины в узких ребрах, кромках при размещении датчика с торца. Область невыявлепия расположена ни же и левее границы.

Дефектоскоп ДНМ-15 работает на частоте 15 кГц, позволяет проверять детали из немагнитных сплавов па основе магния, алю­миния, меди (а = 8-10е См/м и более). Диаметр датчика 10 мм. При предельно достижимой чувствительности им можно обнару­жить трещины длиной 5 мм, глубиной 0,2 мм. Из-за больших раз­меров датчика практически невозможно контролировать галтели.

Дефектоскоп ДНМ-500 работает на частоте 500 кГц, позволяет проверять детали из немагнитных материалов: титановых сплавов, жаропрочных и аустенитных сталей (<г=0,5 • 106—2,2 ■ 106 См/м). Диаметр датчика 4 мм. Можно обнаружить трещины длиной 2 мм, глубиной 0,15 мм.

Скорость перемещения датчиков при контроле дефектоско­пами ДІІМ-15 и ДНМ-500 не более 20 мм/с. Габариты их— 378X268X26 мм; масса — 8 кг. Работают от сети 127/220 В 50 Гц.