ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Источники тепловой стимуляции объектов ТК из "Неразрушающий контроль Т5 Кн1" Установка активного ТК проката ( ВЕМО , Россия) Система разработана для российских металлургических предприятий. Использует кварцевые лампы или газовые горелки для нагрева движущегося металлического листа и коммерческий тепловизор для регистрации температуры в оптимальный момент времени. [c.203] Система активного ТК турбинных лопаток (ВИАМ, НПО Салют , Россия) Системы для тепловизионного контроля внутренних каналов турбинных лопаток. [c.203] Физическая природа тепловой стимуляции зачастую решает тип процедуры ТК и схему стимуляции (см. главу 1). Как правило, объект контроля нагревают, поскольку интенсивность охлаждения обычно невысока (исключение составляет охлаждение раскаленного металла струей воды). [c.203] Пространственные профили зон нагрева показаны на рис. 7.2. [c.203] Стимулирующий нагрев электрическим током используют преимущественно в лабораторных исследованиях, за исключением ТК электротехнических и радиоэлектронных компонент, нагреваемых электрическим током в процессе их функционирования. [c.203] В индукторах и СВЧ-нагревателях используют эффект преобразования энергии поля, созданного током высокой частоты, в тепловую энергию. При индукционном нагреве металлическое изделие должно быть охвачено витком провода, по которому пропущен переменный ток, создающий переменное магнитное поле. [c.204] Индукционный нагрев, весьма распространенный в металлургии, в ТК используется сравнительно редко. Этот вид нагрева эффективен для стимуляции металлов, находящихся за неметаллами при этом хорошо выявляются дефекты в зоне контакта неметалл-металл. Для стальных сплавов можно применять ток промышленной частоты (50 Гц). Д. Грином описан способ нагрева цилиндрических тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) одиночным индукционным витком [94]. [c.205] Для нагрева диэлектриков используют средневолновый (/= 300. .. 3000 кГц), коротковолновый (/= 3. .. 30 МГц) и метровый (/ = 30. .. 300 МГц) диапазоны. Характеристики промышленных источников СВЧ-тока приведены в табл. 7.2. [c.205] С точки зрения ТК, дополнительным преимуществом нагрева излучением СВЧ-диапазона, как и электрическим током, является то, что он может действовать по всему объему тела, повышая контраст температуры в зоне дефекта. В частности, СВЧ-нагрев имеет неоспоримые преимущества при обнаружении влаги в пористых неметаллах. [c.205] Практически не используют в ТК электронно-лучевые пушки, которые при сварке могут создавать плотность потока до 10 Вт/м , однако требуют вакуума не менее 10 Па (при нормальном давлении длина свободного пробега электронов составляет всего 3,5 10 м). [c.206] Одной из проблем применения кратковременного мощного излучения (0,1... 1 мс) может быть перегрев изделия в конце действия импульса. Температура тонкого приповерхностного слоя изделия может превысить сотни, а в ряде случаев, тысячи градусов, в результате чего, например, возможно испарение покрытий различного типа (красок). Для устранения этого явления необходимо увеличивать длительность импульса до 10. .. 100 мс. Другой проблемой оптического нагрева металлов является их высокий коэффициент отражения, что существенно снижает эффективную поглощаемую энергию и приводит к нежелательным отражениям. Поэтому металлы, в особенности, алюминий, медь, нержавеющую сталь и т.п., целесообразно контролировать тепловым методом при наличии на их поверхностях красок или лаков любых типа и цвета. [c.206] Весьма технологичными являются ИК-излучатели, которые подразделяют на 1) высокотемпературные, нагреваемые до 1500 °С (ИК-лампы накаливания, кварцевые галогенные лампы и т.п.) 2) низкотемпературные, нагреваемые до 450. .. [c.206] Оптическое излучение легко поддается модуляции, что используют в методе тепловых волн. Форма одиночного импульса нагрева, как правило, не имеет существенного значения для результатов ТК. В ряде случае следует учитывать слабый длительный нагрев, производимый горячими баллонами ламп уже после окончания импульса нагрева. В целом, при моделировании процедур ТК, используют формы импульса нагрева, приведенные в табл. 7.3. Некоторые оптические нагреватели показаны на рис. 7.3. [c.208] Для того, чтобы реализовать высокую производительность тепловидения, источник нагрева должен обеспечивать требуемую плотность энергии в зоне как можно большего размера. Форму и размер зоны нагрева удобно определять эмпирически, используя зачерненную мишень, выполненную из материала с низкой теплопроводностью. На рис. 7.4 для нагревателя рис. 7.3, 6 показано поле облучения мишени размером 0,5 х 0,5 м на расстоянии 0,6 м. Максимальная неоднородность нагрева от центра к периферии составляет 25 %. [c.208] В комплекте с тепловизорами перспективно применение плоских нагревателей с пластинчатым зигзагообразным телом накала из высокоомных резистивных материалов и сплошных полупрово-дящих слоев, нанесенных на термостойкое стекло. [c.208] Тепловую стимуляцию путем охлаждения осуществляют путем размещения изделий в холодильнике или опрыскивания жидким азотом. Воду в сотовых авиационных панелях можно обнаружить при посадке самолета за счет естественной разницы температур в условиях полета и на земле. [c.209] Нагрев за счет механического гистерезиса применяют в экспериментах с низкочастотным циклическим нагружением образцов. Этот процесс является относительно слабоэнергетическим и пригоден в исследованиях по анализу разрушения материалов. Попытки использовать такой способ на практике не получили распространения в силу низкого отношения сигнал/шум. В то же время в последние годы интенсивно разрабатывают процедуру ТК с использованием ультразвукового возбуждения тепловых полей (см. п. 5.9.2), основным преимуществом которой является селективный нагрев специфических дефектов при практически ненагреваемом объекте испытаний. [c.209] При выборе оптимального источника тепловой стимуляции руководствуются следующими факторами 1) степенью контакта с объектом 2) необходимой длительностью нагрева 3) возможностью модулировать излучение 4) излучаемой мощностью (энергией) 5) мощностью (энергией), эффективно поглощаемой конкретным объектом контроля 6) спектральным диапазоном (в случае использования оптического излучения) 7) шумами, создаваемыми в тракте регистрации температуры 8) требованиями техники безопасности 9) КПД. [c.209] Вернуться к основной статье