Настройка феррозондовых дефектоскоповградиентомеров
Понятие следящего порога
Достоверность обнаружения дефектов в режиме с фиксированным порогом снижается, если параметры помехи меняются от точки к точке поверхности объекта контроля. В таких ситуациях рациональнее использовать дефектоскоп в состоянии «Обнаружение дефектов и измерение градиента» со следящим порогом (в этом случае в позиции 5 второй строки дисплея высвечивается символ «〈 » или «У»). Принцип формирования следящего порога показан на рис. 11.1 (текущий градиент изображен жирной линией, усредненный – тонкой, следящий порог – пунктирной). Ось x проведена вдоль магнитных силовых линий и совпадает с линией сканирования. Феррозондовый преобразователь-градиентометр перемещается вдоль линии сканирования с постоянной скоростью v. Усредненный градиент в каждой точке равен среднему значению градиента на постоянном интервале времени ∆t, который предшествует текущему моменту времени t. Следящий порог представляет собой сумму усредненного градиента и постоянной величины, которая называется центрированным порогом. Преимущество приборов-градиентометров со следящим порогом при формировании сигнала над дефектом показано на рис. 11.2 (Прибор магнитоизмерительный феррозондовый комбинированный Ф-205.03: Руководство по эксплуатации МКИЯ.427633.001- 03 РЭ / ООО «Микроакустика». Екатеринбург, 2000). Линия сканирования проходит вдоль всей детали, в том числе и через места, близкие к краю ОК. Процес сравнения текущего значения градиента напряженности магнитного поля, полученного при сканировании поверхности ОК, имеющей дефект, с фиксированным порогом представлен на рис. 11.2, а, если постоянный порог значителен (превышает возможный фиксируемый дефектоскопом сигнал) и дефект не обнаруживается; и на рис. 11.2, б, если порог срабатывания дефектоскопа незначителен, дефект обнаруживается (срабатывание индикаторов дефекта дефектоскопа происходит в средней (затемненной) области ОК, где наблюдается превышение сигнала от дефекта уровня порога), однако при этом происходят и ложные срабатывания индикаторов дефектов при приближении к краю объекта контроля (периферийные затемненные области). Принцип формирования сигнала дефектоскопа в режиме работы со следящим порогом показан на рис. 11.2, в. В этом случае срабатывание индикаторов дефекта происходит только в средней части ОК, где действительно расположен дефект.
Определение скорости сканирования при формировании следящего порога
Минимальная скорость сканирования
Интервал ∆x, на котором происходит усреднение текущих параметров, связан с временным интервалом ∆t соотношением:
∆x = v∆t, (11.1)
- где v – скорость сканирования.
При скорости сканирования, равной нулю, (v = 0) становится равным нулю и пространственный интервал (∆x = 0), следовательно, усредненный градиент совпадает с текущим, т. е. при неподвижном ФП порог будет превышать текущий градиент. В этом случае при нахождении преобразователя над дефектом индикаторы дефекта срабатывать не будут. Аналогичный эффект наблюдается и при малых значениях скорости сканирования, следовательно, существует минимальная скорость vmin, при которой выявление дефектов станет достоверным (см. рис. 11.2, в):
vmin = N(N > 0), (11.2)
- где N – некоторая величина, зависящая от интервала усреднения ∆t и закона изменения текущего градиента; например, при контроле литых деталей грузовых вагонов N = 0,5 м/мин.
После того как дефект обнаружен, для определения его местоположения необходимо ФП над дефектом остановить, но при этом «потеряется» дефект. Это противоречие можно устранить, если при прохождении преобразователя над дефектом порог «заморозить» (остановить формирование следящего порога) и держать его на уровне, меньшем чем текущий градиент. ФП «зависает» над дефектом и позволяет зафиксировать его местоположение на ОК. После прохождения дефекта, когда снова начинается поиск, порог «размораживается», т. е. формирование следящего порога возобновляется. Точки, в которых «замораживается» и «размораживается» порог в дефектоскопе при прохождении ФП над дефектом, показаны на рис. 11.3 (ФП перемещается слева направо). Текущий градиент пересекает следящий порог снизу вверх в точке x1, в которой его усреднение прекращается, и значение усредненного градиента запоминается в памяти дефектоскопа. При увеличении x значение усредненного градиента сохраняется неизменным, вместе с ним сохраняется неизменным («замораживается») и порог до тех пор, пока не будет достигнута точка x2. В точке x2 текущий градиент пересекает «замороженный» порог сверху вниз. При x > x2 усреднение текущего градиента и формирование следящего порога возобновляются (порог «размораживается»). Таким образом, в процессе поиска дефектов, пока индикаторы дефекта не работают, минимальная скорость сканирования должна быть равна N. Если дефект обнаружен и индикаторы дефекта сработали, то скорость сканирования может быть сколь угодно малой, в том числе и равной нулю.
Максимальная скорость сканирования
Рассмотрим, как поведет себя дефектоскоп в режиме следящего порога при повышенной скорости сканирования преобразователя. Кривые, полученные при перемещении ФП с рабочей v1 и повышенной v2 скоростями, показаны на рис. 11.4: на рис. 11.4, а приведены характеристики при перемещении ФП слева направо, т. е. в сторону уменьшения текущего градиента. Дефект находится в Рис. 11.3. Формирование «замороженного» порога срабатывания в дефектоскопе при прохождении ФП над дефектом 33 правой части. Правее точки x1 усредненный градиент и следящий порог «расщепляются», причем скорости сканирования v2 соответствуют большие значения этих параметров. При скорости сканирования v2 увеличивается и интервал усреднения ∆x. При перемещении преобразователя со скоростью v1 происходит безошибочный контроль – линия следящего порога пересекает линию текущего градиента над дефектом в точке x2. Превышение градиента порогового значения фиксируется индикаторами дефекта. Если ФП перемещается со скоростью v2, то линии следящего порога и текущего градиента не пересекаются, т. е. индикаторы дефекта не срабатывают, дефект не фиксируется и пропускается;
на рис. 11.4, б представлены кривые, полученные при перемещении ФП слева направо на бездефектном участке детали, но в сторону преимущественного увеличения текущего градиента. Правее точки x1 усредненный градиент и порог «расщепляются», причем скорости v2 соответствуют меньшие значения этих величин. При скорости v1 происходит безошибочный контроль – линии текущего градиента и следящего порога не пересекаются, индикаторы не срабатывают, дефект не обнаружен (бездефектная зона). При сканировании со скоростью v2 наблюдается пересечение линий текущего градиента и порога – срабатывают индикаторы дефекта, хотя преобразователь находится в бездефектной зоне контроля (ложное срабатывание). Следовательно, для достоверного выявления дефектов необходимо, чтобы максимальная скорость сканирования была ограничена:
vmax < M, (11.3)
- где M – некоторая величина, зависящая от интервала усреднения ∆t и закона изменения текущего градиента (над дефектом и на бездефектной части ОК);
например, при контроле литых деталей грузовых вагонов M = 5 м/мин. Для устранения ложного срабатывания индикаторов при перемещении ФП в сторону преимущественного увеличения текущего градиента с повышенной скоростью предусмотрена кнопка «Фон». В момент нажатия кнопки «Фон» усредненный градиент заменяется текущим градиентом и прекращается срабатывание индикаторов дефекта. Далее возобновляется формирование следящего порога на основе усредненного градиента и при сканировании с рабочей скоростью индикаторы дефекта срабатывать не будут (ложные срабатывания будут устранены).
Ручная настройка дефектоскопа
Ручная настройка дефектоскопа выполняется только в том случае, если известно численное значение центрированного порога: в микропроцессорном дефектоскопе Ф-205.03 или Ф-205.30А устанавливают состояние «Обнаружение дефектов и измерение градиента», при этом в позиции 5 второй строки дисплея высвечивается символ «У» или «〈 »; кнопками «» устанавливается необходимое значение центрированного порога, которое высвечивается в позициях 7 – 10 первой строки дисплея со значением младшего разряда 10 А/м 2 . Каждое нажатие одной из кнопок («») увеличивает или уменьшает значение центрированного порога примерно на 3 %.
Автоматическая настройка дефектоскопа
Автоматическая настройка дефектоскопа производится по сигналу дефекта стандартного образца предприятия и осуществляется в следующем порядке: 35 подсоединяют к дефектоскопу ФП-градиентометр МДФ-9405.130 с базой 4 мм или МДФ-9405.30 с базой 3 мм и кнопкой «3/4» переключают на дисплее цифру 4 или 3 соответственно; выбирают стандартный образец в соответствии с данными работы и подготавливают его к работе; включают питание дефектоскопа; устанавливают состояние «Обнаружение дефектов и измерение градиента», при этом в позиции 5 второй строки дисплея высвечивается символ «У» или «〈 »; устанавливают феррозондовый преобразователь на поверхность СОП; нажимают кнопку «Калибр» (устанавливается состояние «Готовность к настройке порога по сигналу дефекта»); сканируют два – три раза преобразователем поверхность СОП над дефектом и снова нажимают кнопку «Калибр» (прибор переводится в состояние обнаружения дефектов и измерения градиента с настроенным значением центрированного порога, которое высвечивается в позициях 7 – 10 первой строки дисплея со значением младшего разряда 10 А/м 2 ).