تست جریان گردابی

شروع موضوع توسط wfaejoosh ‏17 آوریل 2017 در انجمن تست جریانهای گردابی (ET)

  1. wfaejoosh

    wfaejoosh Administrator عضو کادر مدیریت

    تاریخ عضویت:
    ‏19 ژانویه 2017
    ارسال ها:
    40
    تشکر شده:
    17
    تست جریان گردابی از لحاظ دقت و سرعت عمل، روش بسیار مناسبی در بررسی های غیر مخرب برای مواد رساناست و برای آشکار سازی عیوب و ناهمگنی های سطحی و زیر سطحی به کار می رود. تست جریان گردابی (Eddy Current Testing) نوعی بازرسی غیر مخرب است که برای کنترل کیفیت قطعات رسانا به کار می رود و یک روش الکترومغناطیسی است.یکی از مزایای تست جریان گردابی این است که وجود لایه های نازک رنگ، روغن و چربی روی سطح قطعه مزاحمت چندان زیادی را ایجاد نمی کند.
    [​IMG]
    مبانی تست جریان گردابی (فوکو)
    در تست جریان گردابی رسانایی الکتریکی ماده به عنوان متغییر اصلی است. هر فلز یا آلیاژ، رسانایی خاص خود را دارد. این رسانایی در اثر عوامل متعددی تغییر می کند. این عوامل می تواند تغییر در آنالیز شیمیایی، تغییر شبکه کریستالی و ریزساختار، تغییر دما، وجود ناهمگنی مثل ترک و یا شکاف و تغییر ابعاد باشد.

    اساس کار در تست جریان گردابی عبور دادن جریان متناوب از یک سیم پیچ و ایجاد یک میدان مغناطیسی متغیر اولیه در اطراف آن و القای میدان مغناطیسی مخالف در قطعه مورد نظر و بررسی تاثیر متقابل آن ها با یکدیگر با استفاده از یک آشکار ساز است. به این منظور سیم پیچی را که جریان متناوبی از آن می گذرد کاملا به سطح قطعه نزدیک می شود، بدون این که سیم پیچ با قطعه تماس مستقیم و یا غیر مستقیم پیدا کند.
    [​IMG]

    به این ترتیب میدان مغناطیسی متناوبی که در اطراف سیم پیچ تشکیل می شود سبب القای جریان ثانویه متناوبی موسوم به جریان گردابی در قطعه می شود. این جریان گردابی القا شده به صورت دایره ای شکل و موازی سطح قطعه و با همان فرکانس جریان متناوب اولیه به نوبه خود میدان مغناطیسی دیگری به نام میدان مغناطیسی ثانویه با جهت مخالف میدان اولیه سیم پیچ ایجاد می کند. تداخل میدان مغناطیسی ثانویه با میدان اولیه سبب ایجاد اختلال و تضعیف میدان اولیه و نتیجتا تغییر و انحراف آن می شود.

    اکنون اگر قطعه در محدوده ی اندازه گیری کاملا همگن و دارای ضخامت یکنواخت باشد، مقاومت ظاهری یا امپدانس الکتریکی سیم پیچ که در مجاورت سطح قطعه قرار گرفته، در تمام نقاط سطح (به استثنای لبه ها و نقاط مجاور لبه ها) یکسان است.

    مقاومت ظاهری یا امپدانس سیم پیچ از رابطه زیر بدست می آید:

    [​IMG]

    در این رابطه R مقاومت ویژه سیم پیچ، X مولفه مقاومت موهومی و برابر است با:

    [​IMG]

    F فرکانس جریان متناوب و di/dt تغییرات جریان نسبت به زمان است و این دو مولفه هم فاز نیستند، به طوری که حاصل جمع برداری آن ها برابر مقاومت ظاهری Z است. طبق رابطه فارادی اختلاف پتانسیل یا ولتاژ القا شده در سیم پیچ ناشی از تغییرات شار مغناطیسی برابر است با:

    [​IMG]

    در این رابطه VL ولتاژ القا شده، N تعداد حلقه های سیم پیچ و dφ/dt آهنگ تغییر شار مغناطیسی است. در یک مدار اندازه گیری شدت جریان بسیار راحت تر از اندازه گیری شار مغناطیسی می باشد. به این جهت با استفاده از رابطه زیر می توان مقدار ولتاژ القا شده را با مشخص بودن ظرفیت القای مغناطیسی (L) و فرکانس جریان متناوب، محاسبه کرد:

    [​IMG]

    اما وجود هر گونه ناپیوستگی یا ناهمگنی سطحی یا زیر سطحی (مانند ترک، جدایش، حفره و خوردگی) سبب اختلال و تغییر در مسیر جریان های گردابی و در نتیجه میدان مغناطیسی حاصل از این جریان های گردابی القا شده می شود. این تغییر تاثیر متقابلی بر مقاومت ظاهری سیم پیچ می گذارد. تغییر مقاومت ظاهری سیم پیچ ناشی از عیب یا ناهمگنی را می توان پس از تقویت با مدارهای الکترونیکی با استفاده از تجهیزات مناسبی آشکار ساخت. تجهیزات تست جریان گردابی از لحاظ نوع ارائه و نمایش نتایج اندازه گیری به شکل های مختلف آنالوگ و دیجیتالی وجود دارد. تجهیزات آنالوگ ساده ترین دستگاه های قابل دستیابی در تست جریان گردابی می باشند. اغلب این دستگاه ها شامل یک منبع جریان متناوب، یک سیم پیچ و یک ولت سنج برای اندازه گیری تغییر ولتاژ بین دو سر سیم پیچ و یا یک آمپر سنج برای اندازه گیری تغییر جریان به جای تغییر ولتاژ هستند. آن ها برای شناسایی ترک، بازرسی خوردگی و آزمایش رسانایی الکتریکی به کار می روند.

    مسیر جریان های گردابی القا شده در داخل قطعه به صورت حلقه های بسته در صفحه های عمود بر شار مغناطیسی، اما ناهمگن و غیر یکنواخت به داخل قطعه نفوذ می کند. تراکم جریان های گردابی در نقاطی از سطح قطعه در زیر سیم پیچ حداکثر بوده و با افزایش فاصله از سطح به سمت داخل قطعه شدیدا کاهش می یابد. این پدیده به عنوان اثر پوسته ای برای جریان گردابی نامیده شده است. این تراکم جریان در عمق های مختلف به فرکانس جریان نیز بستگی دارد. بنابراین در هر بازرسی باید فرکانس جریان در ارتباط با عمق عیب مورد انتظر انتخاب شود. عمقی از سطح قطعه که مقدار جریان گردابی در آن به اندازه [​IMG] (حدود 37 درصد) جریان در سطح قطعه کاهش می یابد را به عنوان عمق نفوذ استاندارد نامیده اند.
    [​IMG]
     
    naft007 از این پست تشکر کرده است.

به اشتراک بگذارید