Testování vířivých proudů je univerzální nedestruktivní zkušební metoda, která je schopna detekovat povrchové vady vodivého kovu i bez odstranění povlaku tohoto materiálu. K výrobě magnetického pole se používá elektromagnetická cívka. ale než budeme diskutovat o tomto tématu, musíme vědět o základních charakteristikách vířivých proudů a o tom, jak by je bylo možné vyrobit.
Charakteristika vířivých proudů
- Vířivý proud je proud, který cirkuluje v kovovém vodiči, vypadá jako vířící víry v proudu, proto je známý jako vířivý proud. Působí ve svislém směru k rovině magnetického pole a proudí v uzavřených smyčkách uvnitř vodiče. Vířivý proud může být vytvořen a pozorován, pokud je magnetické pole obklopující statický vodič proměnlivé, tj. Vše, co vede k tomu, že vodič změní směr nebo intenzitu magnetického pole, může vytvářet vířivé proudy.
"Hodnota vířivého proudu je úměrná změně magnetického pole, a proto se jedná o fenomén změny magnetického pole a je často považována za sekundární pole."
- Jak elektromagnet, tak permanentní magnety mohou kromě vířivých transformátorů vytvářet vířivý proud, a to z relativního pohybu, který se provádí, když je magnet umístěn vedle vodivé látky nebo desky. Vířivé proudy se používají v konkrétních aplikacích, jako je nedestruktivní testování, známé jako testování vířivých proudů v NDT.
- Je to nepřímo úměrné měrnému odporu látky, kterou generovalo. Mnoho věcí proto může mít vliv na vířivý proud, což také znamená, že existuje mnoho metod, kterými je lze vyladit.
- Vířivé proudy se vytvářejí, protože se vytváří sekundární magnetické pole, které je proti prvnímu magnetickému poli. z tohoto důvodu dochází k vytváření elektrické oblasti kruhového pole. Oblasti magnetického pole jsou obvykle reprezentovány jako kruhové čáry, ve kterých je magnetické pole směrováno. Čáry elektrického pole se pohybují proti směru hodinových ručiček k čarám magnetického pole.
- Při brzdění pomocí vířivých proudů, které se používá jako návrh brzdového systému pro otočný elektrický nástroj a horskou dráhu, při nichž se při této aplikaci generování brzdné síly využívají vířivé proudy (protilehlá magnetická pole vytvářejí tento odpor).
Co je testování vířivými proudy v NDT?
Testování vířivými proudy je univerzální nedestruktivní zkušební metoda, která je schopna detekovat povrchové vady vodivého kovu i bez odstranění povlaku tohoto materiálu. K výrobě magnetického pole se používá elektromagnetická cívka.
Nejběžnější průmyslové aplikace jsou v NDT-nedestruktivních testovacích účelům a v aplikacích, které používají principy elektromagnetického tlumení.
Výzkumná výcviková skupina Lorentz Force Velocimetry a Lorentz Force Eddy Current Testing, LET, CC BY-SA 3.0
Vířivé proudy v nedestruktivním testování (NDT)
- Vířivé proudy lze použít k odhalení vad (praskliny nebo štěrbiny) nebo vadných dílů v materiálech. Toto lze označit jako nedestruktivní testování vířivými proudy a často se používá při konstrukci a testování subsystému letadel. Vyčíslí se magnetické pole vytvářené vířivými proudy, kde změna v oblasti ukazuje existenci nepravidelnosti; chyba minimalizuje tento vířivý proud, což následně snižuje sílu magnetického pole.
- Vířivé proudy se používají v několika nejběžnějších elektromagnetických přístupech NDT k určení, zda látka nebo povrch vykazuje určité diskontinuity, defekty nebo praskliny, aniž by došlo k poškození samotné látky. NDT přístupy jsou široce používány v celém stavebním objektu a civilním materiálu pro zkoumání několika látek. Přesto vířivé proudy objevily nejčastěji používané k testování tubulárních a tyčových látek. Jakékoli strukturální problémy, které jsou orientovány po obvodu, je těžké zjistit pomocí této metody testování vířivými proudy, protože je detekce složitější.
- Testování vířivými proudy je populární NDT-nedestruktivní testování s jednoduchou technikou. Testování vířivými proudy využívá cívku k vytvoření elektromagnetického pole na povrchu materiálu, které musí být analyzováno, což je vzorek vodivého materiálu. Na povrchu zkušebního materiálu se vytvoří vířivý proud proti směru hodinových ručiček do počátečního směru proudu.
- Jakékoli diskontinuity, ať už dutiny nebo nedokonalosti (pokud nejsou obvodové), budou pravděpodobně brzy zachyceny, protože hustota vířivých proudů se pravděpodobně může změnit. To může být také měřitelné a zjistitelné významnými změnami. Ačkoli se často používá na kulaté látky, mohou být cívky také upraveny tak, aby objevily potíže s horizontálními látkami. Neexistují žádné potíže s tím, že by konkrétní diskontinuity byly nepostřehnutelné kvůli geometrii této látky.
Jak často by se mělo provádět testování vířivými proudy?
- Testování vířivými proudy se doporučuje pravidelně; preventivní testování u všech svazků zkumavek se doporučuje každé tři roky.
- Výsledky testování pomocí vířivých proudů byly porovnány s předchozím testem, aby bylo možné určit míru zhoršení trubek a předpovědět budoucí životnost trubek, a tím i odolnost potrubí.
Účel testování vířivými proudy?
To lze využít pro
- detekce vad, identifikace materiálu
- analýza tepelného zpracování určitých kovů.
- měření tloušťky povrchové úpravy materiálu atd.
Image credit: Research Training Group Lorentz Force Velocimetry and Lorentz Force Eddy Current Testing, Trans longit, CC BY-SA 3.0
Výhody testování vířivými proudy jsou:
- Citlivost na povrchové vady (může detekovat až 0.5 mm.)
- testování vířivými proudy schopné měřit v mnoha vrstvách.
- schopen detekovat i prostřednictvím povrchových povlaků.
- Automaticky - Poměrně rovnoměrné součásti lze rychle a spolehlivě zkontrolovat automatickým nebo poloautomatickým převodem, např. Brzdami, trubkami kotlů a disky motoru letadel.
- U metody testování vířivými proudy je vyžadováno minimální předčištění. Musí být odstraněny pouze důležité nepravidelné povrchové úpravy, což zkracuje dobu přípravy.
- Mobilní testovací zařízení je poměrně malé a lehké, řada nejnovějších zařízení je něco jako krabička na videokazetu a váží přes dva kg.
Nevýhody testování vířivými proudy jsou:
- Zranitelné vůči změnám magnetické permeability: Mírné změny propustnosti mohly mít vliv na generování vířivých proudů, zejména u feromagnetických látek. Díky tomu je testování svarů a jiných feromagnetických materiálů náročné; s moderními digitálními detektory a pokročilým designem je však možné zlepšit přesnost.
- Pouze pro vedení látek: Látka musí mít schopnost protékat elektrickým proudem, a proto je vodivá. Díky tomu je analýza plastů vyztužených vlákny pomocí testování pomocí vířivých proudů komplikovanější.
- Není schopen detekovat defekty rovnoběžně s povrchem: V případě, že planární defekt nepřekročí nebo nezasahuje do současnosti, pak chyba nebude detekována.
- Složité pro velké oblasti a / nebo složité geometrie: Možná není přijatelné pro velké oblasti a / nebo složité geometrie. Může být provedeno velkoplošné skenování, ale vyžaduje pomoc nějakého druhu plošného skenovacího zařízení, obvykle podporovaného počítačem, z nichž každý není levný. Čím složitější je geometrie, tím těžší je rozlišit vadné signály od značek ovlivňujících geometrii. Z důvodu mnoha faktorů, které ovlivňují vířivé proudy, je k rozlišování mezi relevantními a nerelevantními signály nutná opatrná interpretace znaků.
Které faktory mohou ovlivnit testování vířivými proudy?
Například více faktorů ovlivňuje přesnost kontrol vířivých proudů
- Frekvence testování
- Zarovnání vad
- Zvedněte
- Geometrie povrchu.
Co je testování trubek vířivými proudy?
- Testování vířivými proudy využívá k detekci závad nebo netěsností v kovových dutých trubkách.
- V tomto procesu se do trubice nebo potrubí vloží malá magnetická sonda. Tato sonda je schopna se pohybovat po celé délce detekčního potrubí.
- V magnetické indukci bude v této sondě produkován vířivý proud.
- Pokud se signál odchyluje od standardů, detekuje poruchy pomocí těchto metod testování vířivými proudy.
Může vířivý proud detekovat praskliny?
Ano, metoda detekce trhlin vířivými proudy je velmi citlivá na detekci menší praskliny. Tato standardní technika pro kontrolu povrchu se také hojně používá v petrochemii a letectví, hlavně při kontrole potrubí a kontrole povrchu kovu. Je to jedna z hlavních aplikací testování vířivými proudy.
Aplikace elektromagnetického tlumení:
V reálných aplikacích je to princip používaný u železničních brzd, které pomáhají vysokorychlostním železničním vozům zastavovat v konkrétních bodech, protože interakce mezi vířivými proudy a vodivými látkami zpomaluje pohyb vlaku bez nutnosti použití tělesných brzd. Další využití je v plánu galvanometrů. Tato zařízení měří malé elektrické proudy, kde mohou být použity vířivé proudy ke zrušení vychýlení galvanometru, takže cívka použitá z galvanometru dosáhne rovnováhy.
Kdo vynalezl vířivý proud?
Vířivé proudy byly pozorovány v roce 1824 vědci a francouzským předsedou vlády Françoisem Aragem. Uznal, že pravděpodobně magnetizoval většinu vodičů, a jako první sledoval rotační magnetismus.
Po deseti letech, kolem roku 1834, Lenzův zákon postuloval Heinrich Lenz.
Avšak až v roce 1855 francouzský fyzik Léon Foucault formálně objevil vířivé proudy.
Obrazový kredit: Zátonyi Sándor, (ifj.) Naplněný, Foucault portre plodina, CC BY 3.0
Jaký je vzorec vířivých proudů?
Ztráta vířivým proudem nebo (I2R) ztrátu, lze vypočítat standardně, kde I je hodnota proudu a R je odpor dráhy vířivých proudů.
Ačkoli měření vířivých proudů pro velkou složitou geometrii je komplikované a je třeba je vypočítat eliptickým integrálním řešením a zohledněním impedance, vzájemné indukčnosti mezi interferujícími a přispívajícími cívkami.
Nevýhody vířivých proudů:
Při oběhu vířivých proudů dochází v důsledku tření v magnetickém obvodu k velkým tepelným ztrátám.
Nevýhody vířivých proudů lze snížit vytvořením tenkých proužků místo bloku indukčního jádra, protože protože bloky jsou vyrobeny z tenkých proužků, snižuje se počet možných smyček.
Chcete-li se dozvědět více o vířivém proudu, klikněte Brzda s vířivými proudy a Senzor vířivých proudů.
Také čtení:
- Pravidlo podílu
- Mají eukaryota introny?
- Je sacharid monomer nebo polymer
- Přenosné solární panely
- Podrobný přehled o aerodynamickém tunelu
- Osmóza vs difúze
- Tsunami je nejničivější katastrofa
- Paralelní čára
- Kondenzace par
- Přetlumené vs kriticky tlumené
Jsem Subrata, Ph.D. ve strojírenství, konkrétněji se zajímají o oblasti související s jadernou a energetickou vědou. Mám zkušenosti s více doménami od servisního technika pro elektronické pohony a mikrokontroléry až po specializovanou práci ve výzkumu a vývoji. Pracoval jsem na různých projektech, včetně jaderného štěpení, fúze se solární fotovoltaikou, konstrukce ohřívače a dalších projektů. Mám velký zájem o oblast vědy, energii, elektroniku a přístrojové vybavení a průmyslovou automatizaci, především kvůli široké škále stimulačních problémů zděděných v této oblasti a každý den se mění s průmyslovou poptávkou. Naším cílem je zde tyto nekonvenční a složité přírodovědné předměty snadno a srozumitelně doložit.
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!