CC BY
21
УДК 620.179.143
А.И. Чередов, A.I. Cheredov, e-mail: Aicher@mail.ru
Р.С. Келлер, R.S. Keller, e-mail: kukuruzich@inbox.ru
А.С. Маркелов, A.S. Markelov, e-mail: asm2009@mail.ru
Омский государственный технический университет, Россия, г. Омск
Omsk State Technical University, Omsk
ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ПО ФЕРРОЗОНДОВОМУ КОНТРОЛЮ
VIRTUAL LABORATORY WORK ON THE FERROPROBE CONTROL
Описана электронная лабораторная работа по изучению феррозондового метода неразрушающего контроля. Моделируются два варианта нахождения дефекта в контролируемом объекте по изменению напряженности и градиента магнитного поля в области дефекта.
Electronic laboratory work on the study of the ferroprobe method of the nondestructive testing is described. Two versions of the presence of defect in the controlled object with respect to a change in tension and gradient of magnetic field in the region of defect are simulated.
Ключевые слова: контроль, напряженность, градиент, дефект
Keywords: control, tension, gradient, defect
Научно-технический прогресс обусловливает повышение требований к качеству и надежности промышленной продукции различных отраслей народного хозяйства. Необходимые качество и надежность объектов могут быть обеспечены при условии применения эффективных систем контроля качества в цикле «изготовление - эксплуатация - ремонт», причем контроль должен осуществляться методами, после применения которых, объекты могут быть использованы по прямому назначению, т. е. методами неразрушающего контроля.
57
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
В учебных заведениях и на производстве при подготовке специалистов в области неразрушающего контроля изучаются различные виды, методы и средства неразрушающего контроля, причем в процессе обучения все шире используются электронные образовательные материалы, в том числе и виртуальные лабораторные работы [1]. Основное преимущество электронного обучения состоит в том, что у обучающегося появляется определенная возможность интерактивного общения с образовательными материалами в отсутствие преподавателя.
В настоящее время в неразрушающем контроле (НК) используется несколько видов контроля: магнитный, электромагнитный и др.
При осуществлении магнитного контроля используется намагничивание ферромагнитного объекта контроля (ОК), и измеряются параметры магнитного поля ОК. В качестве информативных параметров очень часто выбираются напряженность и градиент напряженности магнитного поля, которые могут измеряться с помощью различных первичных измерительных преобразователей [2]. Одним из методов магнитного контроля является ферро-зондовый метод контроля. В магнитном контроле наличие в намагниченном образце дефекта, например, поверхностной трещины, приводит к формированию над поверхностью образца в зоне трещины неоднородного магнитного поля - поля дефекта. Для нахождения дефекта необходимо обнаружить, например, с помощью феррозондового преобразователя поле дефекта.
В данной работе описывается виртуальная лабораторная работа, посвященная изучению феррозондового метода НК, которая позволяет имитировать проверку испытуемого образца на наличие дефектов с помощью феррозондового дефектоскопа. Программа состоит из двух частей: программы сканирования поверхности образца и визуального нахождения дефектов и программы обработки результатов измерений.
После запуска программы появляется главное меню программы с окном задания напряженности намагничивающего поля и выбора варианта работы. Программа позволяет исследовать, на наличие дефекта 4 образца из различных материалов и в ней заложено 12 вариантов расположения дефекта на образце. Вариант и образец выбираются заданием номера
варианта в поле «Выберите вариант».
Затем необходимо включить прибор, нажав кнопку включения на лицевой панели прибора. После включения появится рабочее окно программы, показанное на рис. 1.
Рис. 1. Рабочее окно программы 58
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
Перед началом измерений требуется осуществить настройку дефектоскопа с помощью стандартного образца - откалибровать прибор. Для этого, при включенном приборе, на лицевой панели нажать кнопку «2», изменяя чувствительность дефектоскопа кнопками « > » или « < », и перемещая феррозонд по поверхности стандартного образца вдоль него добиваемся того, чтобы появился сигнал наличия дефекта. После этого можно исследовать объект на наличие дефекта. В феррозонде-полемере дефект определяется при превышении напряженности магнитного поля над поверхностью объекта некоторого порогового значения. Наличие дефекта фиксируется световым сигналом.
Нахождение участка контролируемого объекта, на котором находится дефект, например поверхностная трещина, в данной работе может определяться как по изменению напряженности, так и градиента магнитного поля над дефектом.
Для определения местоположения дефекта феррозонд перемещается вдоль поверхности контролируемого образца и при этом производится измерение напряженности магнитного поля в различных точках над поверхностью вдоль образца. Для снятия показаний с прибора, необходимо медленно перемещать чувствительный элемент вдоль пластины. Результаты измерений записываются в память. После окончания сканирования в окне отображения информации, по результатам проведенных измерений, автоматически строится график распределения напряженности магнитного поля вдоль образца (рис. 3). По полученному графику выявляется область повышенной напряженности магнитного поля над поверхностью образца и определяется участок образца, на котором есть дефект.
120 125 130 13: 140 14-5 150 155 160 165 170 175 ISO 1S5 190 t мм Рис. 2. Изменение напряженности магнитного в области дефекта
Для перехода в режим контроля по изменению градиента магнитного поля необходимо нажать кнопку «8» на визуальной панели прибора. На дисплее прибора выводятся значения напряженности магнитного поля.
Для определения положения дефекта на поверхности образца феррозонд перемещает-
ся вдоль образца, как и при измерении напряженности магнитного поля. После окончания сканирования строится график (рис. 3).
G.
ал* г
4000 3000 2000 1000
-1000 -2000 -3000
жюо
-5000
Рис. 3. Изменение градиента магнитного в области дефекта
59
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
В программе дефект определяется при превышении напряженности магнитного поля над поверхностью объекта некоторого порогового значения, при этом загорается лампочка на панели дефектоскопа, сигнализирующая о наличии дефекта.
Следует отметить, что программа позволяет провести не менее 10 измерений параметра (напряженности Н или градиента G) магнитного поля в области дефекта и провести обработку результатов измерения. Для этого в соответствующем поле главного окна программы необходимо нажать кнопку «Перейти к обработке».
Библиографический список
1. Келлер Р.С. Комплекс виртуальных учебных лабораторных работ по неразрушаю-щему контролю / Р. СМ. Келлер, А.С Маркелов, А.И. Чередов // Приборы и методы контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте: материалы всероссийской нач-но-технической конференции с международным участием. - Омск : РИО ОмГУПС, 2013. -С.136-141.
2. Ахмеджанов Р.А. Физические основы получения информации: учеб. пособие / Р.А. Ахмеджанов, А.И. Чередов. - ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2013. - 210 с.
адедт i s / v ; i и ' 1'' • 5-f 7 ! Р- \ 1 j 'Tcff.....iUL..i.« ■ ■ F | ! i\ ' ! ■ ! ! ■ ; !
00 100 ПО 120 130 150 У 160 170 1
—;—«..-.-¡.----V-wb—-----*...........
