Oblasti použití a možnosti zkoušení vířivými proudy
Chystáte-li se investovat do vybavení na zkoušení vířivými proudy, je důležité znát oblasti použití a možnosti této metody. V tomto článku popíšeme různé způsoby, jakými se zkoušení vířivými proudy (eddy current testing, ECT) využívá v různých průmyslových odvětvích ke splnění příslušných předpisů a norem jakosti. Uvedeme také nejlepší zkušební metody a vybavení pro jednotlivé oblasti použití.
Kontroly nýtů
Každá jednotlivá cívka vířivých proudů v sondě generuje signál, jehož amplituda a fáze souvisí se strukturou, která se nachází pod cívkou. Tato data jsou, podle zobrazovacích možností přístroje na zkoušení vířivými proudy, svázána s kódovanou polohou a časem a graficky znázorněna formou C-skenu. Když cívka prochází přes vadný nýt, vytváří unikátní signálovou odezvu. U cívek, které jsou ovlivněny trhlinou vycházející z otvoru nýtu, se na C-skenu zobrazuje změna amplitudy. U cívek, které nedetekují žádnou změnu, zůstává barevné zobrazení C-skenu na displeji konstantní.
Detekce koroze
Detekce koroze pomocí technologie pole vířivých proudů (eddy current array, ECA) nabízí oproti konvenčním způsobům zkoušení vířivými proudy některé významnější výhody. Každá jednotlivá cívka vířivých proudů v sondě generuje unikátní elektrický signál, který souvisí se strukturou nacházející se pod cívkou. Cívky dokáží detekovat, spolu s dalšími parametry, i velmi malé změny v tloušťce materiálu. Tyto změny se zobrazují jako barevně kódované zobrazení C-skenu. Zobrazení pomocí pole vířivých proudů umožňuje snadnou interpretaci dat generovaných cívkami sondy. Po shromáždění mohou být data kontroly uložena, přenesena a analyzována.
Detekce trhlin
Defektoskopy vířivých proudů pro detekci trhlin se dělí na vysokofrekvenční přístroje pro zjišťování povrchových trhlin v železných a neželezných materiálech a nízkofrekvenční přístroje pro zjišťování podpovrchových trhlin v neželezných materiálech. Zkoušení vířivými proudy je metoda s vysokou citlivostí detekce povrchových trhlin. Frekvence řádově 2 MHz poskytují vysoké rozlišení, avšak takové sondy jsou malé a zkoušení velkých povrchových ploch je tudíž časově náročné.
Nízkofrekvenční detektory trhlin vyžadují k dosažení vhodných hodnot indukčnosti cívky použití větších sond. Jsou zapotřebí také obvody pro snímání fáze, protože podpovrchová pole jsou ovlivněna změnami fáze. Pro detekci podpovrchových trhlin v neželezných materiálech jsou kriticky důležitá frekvenční nastavení, cílená na rozsah od 100 Hz do 100 kHz, podle hloubky vniku.
Zkoušení trubek a drátů
Zkoušení vířivými proudy lze používat také k detekci vad v trubkách, tyčích a drátech při rychlostech až do 3 m/s. Toto zkoušení se provádí pomocí automatizovaných systémů, které vyřazují nebo označují trubky či dráty se známými vadami. Konstantní rychlosti zkoušení a použití diferenciálních cívek umožňují provést modulaci zkušebních signálů rychlostí a následné filtrování, kterým se odstraní šum. Při použití diferenciálních cívek může docházet k tomu, že trubky s vadami projdou systémem vířivých proudů, aniž by byly detekovány. V průmyslových odvětvích, ve kterých se využívá zkoušení vířivými proudy ke zkoušení trubek a drátů, je třeba dávat pozor také na okrajové efekty a vady vzniklé vytlačením. Z důvodu okrajových efektů není možné provádět detekci na koncích trubek a vady vytlačování nelze detekovat podél středu tyčí, protože pole vířivých proudů zde má nulovou intenzitu.
Kontrola trubek kondenzátorů
Technologie vířivých proudů se používá také ke kontrolám trubek kondenzátorů. Nejčastější vadou trubek kondenzátorů je zeslabení trubky. Je-li na přístroji na zkoušení vířivými proudy zvolena frekvence známá jako f90, jsou signály pocházející ze zeslabení na vnějším povrchu fázově posunuty o 90° vůči signálům pocházejícím ze zeslabení na vnitřním povrchu. Rozsah zeslabení lze určit při rychlostech zkoušení 200–300 mm/s zaznamenáním signálů X a Y z grafu impedance na dvoukanálovém páskovém zapisovači.
V průběhu kontroly může docházet k problémům způsobeným přepážkami, které oddělují trubky kondenzátoru. Trubky jsou obvykle nemagnetické, vyrobené z korozivzdorné oceli, mědi-niklu nebo titanu. Přepážky jsou železné a signál permeability interferuje se signály zeslabení z oblasti mezi trubkou a přepážkou. Některé přístroje jsou navrženy tak, aby tento problém řešily. Používají současně dvě frekvence a následně tyto dva signály směšují, čímž se odstraní nechtěné účinky permeability.
Třídění materiálů
K rozlišení určitých materiálů lze používat různé způsoby zkoušení vířivými proudy. K třídění hliníkových a měděných slitin lze použít měřiče vodivosti, zatímco elektromagnetické můstky pro třídění se používají k určení vytvrzené oceli a jejímu vytřídění. Metody zkoušení vířivými proudy poskytují lepší vzorek vlastností materiálu, a to z důvodu průniku pod povrch. Tato metoda je také velmi rychlá, účinná a efektivní.
Zkoušení svarů
Ke zkoušení vad v železných svarech lze použít vysokofrekvenční přístroje na zkoušení vířivými proudy. Výhodou zkoušení vířivými proudy je, že trhliny je možné detekovat skrz vrstvy nátěru, což je užitečné zejména v případech, kdy nechcete žádným způsobem poškodit ani narušit zkoušený materiál. Nevýhodou je, že dochází ke změnám permeability, a také to, že na úspěšnost kontroly může mít vliv šum oddálení od ploch převýšení svaru. Některé přístroje se využívají k doplnění magnetických metod zjišťování vad pod vodou k rozlišení falešných indikací od trhlin pat hrází a pilířů. To pomáhá do určité míry vyřešit některé problémy spojené s kontrolou svarů.
Měření tloušťky povlaku
Vysoké rozlišení v oblasti blízké povrchu přispívá k tomu, že techniku zkoušení vířivými proudy lze využít k měření tloušťky povlaků na kovových podkladech, a to jak kovových povlaků, tak i nátěrů.
Kontrola otvorů
Matice, šrouby a otvory vyžadují významné strojní opracování, aby bylo zajištěno, že splňují příslušné specifikace. Splnění daných specifikací může být kriticky důležité pro zdraví a bezpečnost v odvětvích, jako je například letectví. Vybavení pro zkoušení vířivými proudy lze používat pro kontroly otvorů procházející v několika vrstvách a ke zjištění vrstev, ve kterých se vada vyskytuje. Vady otvorů jsou často malé a obtížně detekovatelné. Technologie vířivých proudů využívá k detekci velmi malých nepravidelností s vysokou přesností a rychlostí elektromagnetické pole.
Jak často by se zkoušení vířivými proudy mělo provádět?
Ideálně by se zkoušení vířivými proudy mělo provádět každých 3 až 5 let, avšak v případě projevujícího se aktivního poškození je třeba zkoušení provádět častěji a poškození pozorně sledovat, aby bylo zajištěno splnění příslušných nařízení, předpisů a norem týkajících se bezpečnosti a zdraví. Je doporučeno, aby k zajištění náležité pravidelnosti bylo zkoušení vířivými proudy zahrnuto jako součást ročních prohlídek.
Hledáte-li vybavení na zkoušení vířivými proudy pro některou z výše uvedených oblastí použití, podrobnější informace naleznete na odkazech defektoskopy a sondy. Chcete-li se dozvědět více o použití této technologie v reálném prostředí, přečtěte si naše poznámky k použití, kde naleznete popis reálných případů použití našich výrobků.
