تست جریان گردابی چیست؟

آرایه جریان گردابی (ECA) Eddy current array یک فناوری آزمایش غیرمخرب است که توانایی هدایت الکترونیکی چندین سیم پیچ جریان گردابی را فراهم می کند که در کنار هم در یک مجموعه کاوش probe قرار می گیرند. هر سیم پیچ جریان گردابی جداگانه در پروب سیگنالی نسبت به فاز و دامنه ساختار زیر آن تولید می کند. این داده ها به یک موقعیت و زمان رمزگذاری شده ارجاع داده می شوند و به صورت گرافیکی به عنوان یک تصویر اسکن C نشان داده می شوند. اکثر تکنیک های مرسوم تشخیص عیب جریان گردابی را می توان با بازرسی های ECA بازتولید کرد. با این حال، مزایای قابل توجه فناوری ECA باعث بهبود قابلیت های بازرسی و صرفه جویی قابل توجه در زمان می شود.

فناوری ECA شامل مزایای زیر است:

یک ناحیه بزرگتر را می توان در یک تک پروب اسکن کرد، در حالی که وضوح بالایی را حفظ کردیم.
نیاز کمتر به رباتیک پیچیده برای حرکت کاوشگر؛ یک اسکن دستی ساده اغلب کافی است.
تصویربرداری سی اسکن C-scan imaging تشخیص عیب و اندازه را بهبود می بخشد.
شکل های پیچیده را می توان با استفاده از پروب های سفارشی شده با مشخصات قطعه مورد بازرسی بررسی کرد.

 

آزمایش جریان گردابی (EC) یک روش بدون تماس برای بازرسی قطعات فلزی است. جریان های گردابی میدان هایی از جریان مغناطیسی متناوب هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی متناوب از یک یا چند سیم پیچ در مجموعه پروب ایجاد می شوند. هنگامی که کاوشگر به قطعه تحت بازرسی متصل می شود، میدان مغناطیسی متناوب جریان های گردابی را در قسمت آزمایش القا می کند. ناپیوستگی ها یا تغییرات ویژگی در قسمت آزمایشی جریان گردابی را تغییر می دهد و توسط پروب به منظور اندازه گیری ضخامت مواد یا تشخیص عیوب مانند ترک ها و خوردگی تشخیص داده می شود.

در طول سال‌ها، فناوری کاوشگر و پردازش داده‌ها تا حدی پیشرفت کرده‌اند که آزمایش جریان گردابی سریع، ساده و دقیق تشخیص داده می‌شود. این فناوری اکنون به طور گسترده در صنایع هوافضا، خودرو، پتروشیمی و تولید برق برای تشخیص عیوب سطحی یا نزدیک به سطح در موادی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، مس، تیتانیوم، برنج، Inconel® و حتی فولاد کربنی استفاده می شود. (فقط عیوب سطحی).

تاریخچه آزمایش جریان گردابی:

پدیده جریان های گردابی توسط فیزیکدان فرانسوی لئون فوکو در سال 1851 کشف شد و به همین دلیل گاهی اوقات جریان های گردابی را جریان فوکو می نامند.
فوکو دستگاهی ساخت که از یک دیسک مسی که در یک میدان مغناطیسی قوی حرکت می کرد استفاده کرد تا نشان دهد که جریان های گردابی (میدان های مغناطیسی) زمانی ایجاد می شوند که یک ماده در یک میدان مغناطیسی اعمال شده حرکت می کند.

آزمایش جریان گردابی عمدتاً در نتیجه کشف القای الکترومغناطیسی دانشمند انگلیسی مایکل فارادی در سال 1831 آغاز شد. فارادی کشف کرد که وقتی یک میدان مغناطیسی از یک هادی (ماده‌ای که الکترون‌ها در آن به راحتی حرکت می‌کنند) می‌گذرد - یا زمانی که یک رسانا از یک میدان مغناطیسی عبور می‌کند. - اگر مسیر بسته ای وجود داشته باشد که جریان بتواند از طریق آن جریان داشته باشد، جریان الکتریکی از طریق هادی عبور می کند.

 

در سال 1879، زمانی که دانشمند انگلیسی دیگر، دیوید هیوز، نشان داد که چگونه خواص سیم پیچ در تماس با فلزات با رسانایی و نفوذپذیری متفاوت، پیشرفت دیگری حاصل شد. با این حال، تا جنگ جهانی دوم بود که این تحولات در انتقال و دریافت امواج الکترومغناطیسی برای آزمایش مواد مورد استفاده عملی قرار گرفت.

در آغاز سال 1933، پروفسور فردریش فورستر در آلمان، در حالی که برای مؤسسه Kaiser-Wilhelm کار می کرد، فناوری جریان گردابی را برای مصارف صنعتی تطبیق داد و ابزارهایی را برای اندازه گیری رسانایی و دسته بندی اجزای آهنی مخلوط شده توسعه داد. در سال 1948، فورستر شرکت خود را در روتلینگن تأسیس کرد، یک تجارت مبتنی بر آزمایش جریان گردابی که تا به امروز ادامه دارد.

شرکت های دیگر نیز به زودی دنباله رو شدند. پیشرفت های زیادی در دهه های 1950 و 1960 به خصوص در صنایع هواپیماسازی و هسته ای انجام شد. اخیراً پیشرفت‌های زیادی در تست جریان گردابی صورت گرفته است که منجر به بهبود عملکرد و توسعه برنامه‌های کاربردی جدید شده است. آزمایش جریان گردابی در حال حاضر یک تکنیک بازرسی به طور گسترده مورد استفاده و درک شده برای تشخیص عیب و همچنین برای اندازه گیری ضخامت و هدایت است.

 

بازرسی جریان گردابی توسط EC-Works

EC-Works از قدیمی ترین ریشه های این شاخه در آلمان سرچشمه می گیرد و در تجارت خدمات NDT تخصص دارد.

EC-Works، نام شرکت به‌ وضوح گویای ماجراست (Eddy current works) بازرسی‌های جریان گردابی را اجرا می‌کند و فناوری‌ها و برنامه‌های کاربردی جدیدی را توسعه می‌دهد. دانش تخصصی و تجربه عملی بیش از 35 سال خدمات جریان گردابی آنها را قادر می سازد به موقعیت منحصر به فرد خود در بازار بین المللی NDT دست یابند.

 

Eddy Current چگونه کار می کند؟
نقشه های زیر به صورت شماتیک نحوه عملکرد جریان گردابی را نشان می دهد. سیم پیچ (قرمز) باعث ایجاد میدان مغناطیسی می شود که جریان گردابی را آغاز می کند. اگر نقصی در ناحیه مؤثر ظاهر شود، جریان گردابی باید مسیر دیگری را طی کند، این امر امپدانس سیم پیچ را تغییر می دهد و اپراتور تغییرات را در صفحه نمایش خود مشاهده می کند (Z1-Z2).

 

ویژگی های جریان گردابی:
سرعت تست بالا، بدون نیاز به سطح خالی، بدون خطر برای محیط زیست، سطوح رنگ شده بدون تاثیر، بدون تاثیر دما، ارزیابی عمق ترک.

بازرسی لوله مبدل های حرارتی:

مواد مختلفی را می توان بررسی کرد، مانند فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، دوبلکس، آلیاژ یا سایر مواد رسانا.

شکل زیر به صورت شماتیک تشخیص عیب توسط جریان گردابی را نشان می دهد. دو سیم پیچ (قرمز) روی نقص کشیده شده و سیگنال معمولی روی صفحه ظاهر شده است. عیوب داخلی و خارجی بسته به عمق آنها سیگنال های متفاوتی دارند. این به اپراتور این فرصت را می دهد تا تصمیم بگیرد که چه نوع نقصی در لوله وجود دارد.

آزمایش جریان گردابی همیشه یک اندازه گیری مقایسه ای است، بنابراین EC-Works نیاز به موارد زیر دارد.

• قطعات کالیبراسیون بر اساس Inspection task 
• پروب های طراحی شده Inspection task 

و خیلی مهم تر
• جریان گردابی یک سیستم تست نشت leak-test system نیست.

 

بازرسی ترک سطحی
شکاف های زیر را می توان با جریان گردابی پیدا کرد. کاوشگرهای ویژه بسته به مواد و ضخامت دیواره، امکان تشخیص ترک های داخل را از خارج می دهند. حتی ریزترک ها در شیرهای فرمول 1 با جریان گردابی توسط EC-Works شناسایی می شوند.

مزایای تست جریان گردابی:

جریان گردابی قابلیت های زیر را ارائه می دهد...
تکنیک بازرسی سریع، ساده و قابل اعتماد برای تشخیص عیوب سطح و نزدیک به سطح در مواد رسانا می تواند برای اندازه گیری هدایت الکتریکی مواد استفاده شود.

 

مزایای تست آرایه جریان گردابی:
در مقایسه با فناوری جریان گردابی تک کانال، فناوری آرایه جریان گردابی مزایای زیر را ارائه می دهد: زمان بازرسی را به شدت کاهش می دهد. یک منطقه بزرگ را در یک گذر واحد پوشش می دهد. پیچیدگی سیستم های اسکن مکانیکی و روباتیک را کاهش می دهد. کارتوگرافی منطقه را بدون درنگ مورد بازرسی قرار می دهد و تفسیر داده ها را تسهیل می کند. برای شکل های هندسی پیچیده قطعات مناسب است. قابلیت اطمینان و احتمال تشخیص (POD) را بهبود می بخشد.

 

 نویسنده : Mohsen Lotfi Someie / منبع : WERMAC - www.olympus-ims.com - www.ecworks.de