Противоположной поверхности

Многие магнитопорошковые дефектоскопы имеют трансформаторный выход. Его недостаток связан с образованием отрицательного выброса тока (при создании в детали остаточной намагниченности), который частично или полностью может размагнитить деталь. Поэтому при контроле способом остаточной намагниченности необходимо принимать меры к исключению отрицательных выбросов тока. Это достигается установкой диодов во вторичной цепи выходного трансформатора, а также применением-специальных способов намагничивания, например двумя последовательными импульсами одной полярности и следующим за ними одним импульсом тока противоположной полярности [16].

В неоднородных апериодических преобразователях, изменяя расположение всех электродов в одной плоскости, можно существенно подавить паразитные сигналы, генерируемые на гранях пьезопреобразователя. К соседним электродам преобразователя, изображенного на рис. 3.23, г, в процессе поляризации прикладывается напряжение противоположной полярности. Предполагается, что полоса пропускания в таких преобразователях рас-

скопления дефектов, границ между зернами и вообще мест, обладающих большей энергией адсорбции по сравнению с регулярной поверхностью металла, силы взаимодействия (притяжения) частиц ингибитора с ними могут преобладать над силами их взаимного отталкивания, и станет возможным образование кластеров. При ингибиторах с двумя функциональными группами противоположной полярности или композиции из кати-онных и анионных частиц, а также высокомолекулярных, легко поляризуемых соединениях появление кластеров вероятно даже на идеально однородной поверхности металла.

кислородной деполяризации. Причина этого — преобладание отталкивающих сил между адсорбированными частицами таких ингибиторов и, следовательно, относительно низкая степень заполнения им поверхности корродирующего металла. Для преодоления этого недостатка есть два основных пути [20]: во-первых, применение индивидуальных адсорбционных ингибиторов, в молекулах которых присутствует не одна, а две и более функциональные группы разной полярности, и, во-вторых, применение композиций из двух и более индивидуальных ингибиторов, один из которых обладает свойствами катиона, а другой — аниона или же включает в себя функциональные группы противоположной полярности *.

В рассматриваемых далее расчетах принято, что отрицательный полюс подстанций соединен с ходовыми рельсами. При противоположной полярности токи и .напряжения будут иметь те же численные величины, но другой знак. Параллельно текущие токи в грунте не учитываются. Ответвления путей длиной до 200 м, небольшие петли и разъезды на однопутных линиях тоже не учитываются.

Изменять заряжение поверхностности полупроводника можно посредством внешнего электрического поля. На рис. 8.34, а приведена принципиальная схема прибора, предназначенного для этой цели. На одну сторону полупроводниковой пластины Я напыляется омический контакт Э, второй электрод М прижимается к противоположной стороне пластины через тонкий слой диэлектрика Д. На электроды подается внешняя разность потенциалов от источника V. Меняя величину и знак потенциалов на электродах Э и М, можно в широких пределах изменять величину и знак заряда, индуцируемого-на поверхности полупроводника, прижатой к электроду М. На рис. 8.34, б показан изгиб зон у поверхности n-полупроводника и. обогащение приповерхностного слоя электронами, вызванное внешним полем и приводящее к повышению поверхностной проводимости полупроводника. При противоположной полярности поля в приповерхностном слое полупроводника возникает обеднение (рис. 8.34, в) и инверсия (рис. 8.34, г).

усиливаются усилителем К.1. Во время действия первого импульса конденсатор С заряжается через замкнувшийся ключ Si до напряжения сигнала, несущего информацию, просуммированного (алгебраически) с напряжением помехи. Во время действия второго импульса противоположной полярности конденсатор С перезаряжается до напряжения сигнала, по уже другой полярности, алгебраически просуммированного с помехой. Так как напряжение помехи практически постоянно во время действия коротких питающих импульсов., то амплитуда .сигнала па резисторе во время перезаряда конденсатора С зависит только от напряжения сигнала, несущего информацию. Происходит эффективное подавление помехи, по существенно ослабляется полезный сигнал из-за влияния паразитных параметров схемы: сопротивления открытого ключа Si, выходного сопротивления усилителя /(1, паразитной входной емкости усилителя /(2 и т. д.

Принципиальная конструктивная схема продольного преобразователя датчика силы (стопка из кварцевых пластин) показана на рис. 3.89,6. По уравнению (3.78) плотность заряда не зависит от геометрических размеров пьезоэлементов. Однако ее необходимо умножить на коэффициент п, если я пластинок собраны в стопку, где они прилегают друг к другу гранями противоположной полярности, так что они включены последовательно относительно силы и параллельно электрически. При четном количестве пластинок один электрод изолирован от корпуса датчика самой пластинкой, что обеспечивает высокое сопротивление изоляции.

Упругочувствительный элемент датчика силы обычно набирают в виде стопки пластинок (минимально берут две пластинки). Плотность заряда не зависит от геометрических размеров пьезоэлемента. Однако величину плотности необходимо умножить на п, если п пластинок собраны в стопку, в которой эти пластинки прилегают одна к другой гранями противоположной полярности так, что они оказываются включенными последовательно относительно действующей на них силы и параллельно электрически. При четном количестве пластинок один электрод изолирован от корпуса датчика самой пластинкой, что обеспечивает высокое сопротивление изоляции.

Для изучения кинетики закритиче-ских трещин разработан прибор, в схеме которого (рис. 64) реализован другой принцип измерения, основанный на изменении магнитного потока при перемещении трещины. На образце 2 устанавливают индукционный датчик Д состоящий из катушки со стальным П-образным сердечником. При установке датчика вершина надреза или трещины должна находиться между полюсами сердечника. Образец электрически изолируют от испытательной машины и подмагничивают постоянным магнитом 3. При ускорении трещины магнитные потоки через образец и сердечник датчика изменяются, в результате чего на входе 4 двухлучевого осциллографа (ОК-17М) подается соответствующий сигнал. Запуск осциллографа производится сигналом, соответствующим моменту разрыва образца. С этой целью образец включают в цепь дополнительного источника питания 5. При разрыве образца напряжения в точке А увеличивается от нуля до 20 В, что и приводит к запуску осциллографа. Линия 6 осуществляет задержку сигнала на 80 мс от датчика, включенного так, что его полярность противоположна полярности источника питания 5. Такая схема позволяет получить в момент разрыва образца на входе осциллографа большой сигнал противоположной полярности. Генератор 7 типа ГСС-6М подает на второй вход осциллографа сигнал с частотой 500 кГц, используемый для отсчета масштаба времени.

Пьезоэлектрические измерительные преобразователи применяют обычно для измерения динамических сил. На рис. 1.35, а приведена схема «измерительной шайбы». При ее нагружении силой вдоль оси на поверхностях кварцевых пластинок 1 к 4 появляется пропорциональный нагрузке электрический заряд. Элементы 3 и 6 шайбы создают предварительное нагружение пластинок за счет завальцовки, что необходимо для повышения жесткости преобразователя. Пластинки кварца прилегают друг к другу гранями противоположной полярности, т. е. они включены в электрическую цепь параллельно. Сигнал с электрода 2 снимается проводником через вывод 5 и при помощи усилителя с большим входным сопротивлением преобразуется в соответствующее электрическое напряжение [5]. Такой преобразователь позволяет измерять динамические силы высоких частот (до 100 кГц). Погрешность измерения не превышает 1 % •

На линии выполняются следующие операции: / — полная токарная обработка наружного кольца; 2 — черновая токарная обработка внутреннего кольца; 3 — чистовая токарная обработка внутреннего кольца; 4 — клеймение; 5 — магазины задела; 6 и 7 — термическая обработка наружного и внутреннего колец; 8 — визуальный контроль; 9 — плоское шлифование наружного и внутреннего колец (поочередно): а — базового торца; б — противоположной поверхности; 10 — бесцентровое шлифование наружной поверхности наружного кольца; 11 — черновое бесцентровое шлифование дорожки качения наружного кольца; 12 — чистовое бесцентровое шлифование дорожки качения наружного кольца; 13 — бесцентровая доводка дорожки качения наружного кольца; 14 — снятие наката; 15 — визуальный контроль; 16 — промывка и сушка наружного кольца; 17 — автома-

эквидистантность поверхности контроля и противоположной поверхности.

Эти колебания распространяются в детали до противоположной поверхности, снова отражаясь на

му преобразователю, который дает продольные волны. При выборе типа волны следует иметь в виду, что применение поперечных волн при контроле предпочтительнее, так как их длина при одинаковой частоте УЗК меньше, что повышает чувствительность к дефектам. Однако там, где необходимо уменьшить затухание волн (например, при контроле изделий из крупнозернистых материалов), целесообразно применять продольные волны. Направление прозвучивания выбирают таким образом, чтобы дефекты (особенно плоскостные) были ориентированы перпендикулярно направлению волны. Например, расслоение хорошо обнаруживается продольными волнами, а непровар по кромкам — поперечными. При применении продольных волн возникает довольно большая мертвая зона до 5... 10 мм (это зона под искателем, где дефекты не обнаруживаются). Для ее уменьшения в случае использования продольных волн применяют раздельно-смещенные ПЭПы, у которых мертвая зона 1.. .2 мм. Поперечными волнами хорошо выявляются подповерхностные дефекты за счет отражения луча от противоположной поверхности и дефекта. При этом сам подповерхностный дефект может быть на достаточной удалении от преобразователя. Однократно отраженным лучом представляется возможность прозвучивать «мертвую зону» сварных соединений. Однако для выявления поверхностных дефектов, рекомендуют использовать волны релеевского типа, которые распространяются на большие расстояния следуя всем изгибам поверхности контролируемого изделия.

обычно наблюдают посланный (зондирующий) импульс /, импульс III, отраженный от противоположной поверхности (дна) ОК (донный сигнал), и эхосигнал от дефекта //. Время прихода импульсов // и /// пропорционально глубине залегания дефекта и толщине ОК. На рис. В.З, а показана совмещенная схема контроля.

Квазиоднородная (головная) волна почти не реагирует на поверхностные дефекты и неровности поверхности, в то же время с ее помощью можно обнаружить подповерхностные дефекты в слое, начиная от глубины порядка 1... 2 мм. Контролю тонких изделий такими волнами мешают боковые поперечные волны, которые отражаются от противоположной поверхности ОК и дают ложные сигналы.

Конечная величина лучевой разрешающей способности мешает иногда выявлению дефектов вблизи противоположной поверхности изделия на фоне интенсивного донного сигнала. В связи с этим у противоположной поверхности изделия имеется неконтролируемая зона (ее также иногда называют мертвой), величина которой, однако, в 2...3 раза меньше минимальной глубины прозвучивания.

Существует несколько вариантов зеркально-теневого метода [7], общим отличительным признаком которых является то, что основным информационным параметром служит ослабление амплитуды отражения от противоположной поверхности

Выбор угла наклона преобразователя для возбуждения поперечных и продольных волн определяется полнотой прозвучивания контролируемого объема, например, наплавленного металла сварного соединения. При этом следует учитывать возможность использования волн, отраженных от поверхности изделия противоположной поверхности ввода. Лучше всего применять в этом случае поперечные волны, падающие на отражающую поверхность под углом больше третьего критического, чтобы не возникала трансформация волн.

Велосиметрический метод применяют для выявления дефектов (преимущественно расслоений и непроклеев) в неметаллических покрытиях и слоистых пластинках, а также контроля соединений в ОК с неметаллическими и металлическими слоями. При наличии двустороннего доступа целесообразно использовать второй и четвертый варианты метода. При доступе с одной стороны ОК используют первый и третий варианты. Этим вариантам свойственна мертвая зона. Она прилегает к поверхности, противоположной поверхности ввода упругих колебаний, и составляет 20... 40% толщины ОК. Двусторонние варианты мертвой зоны не имеют.

При решении задач А и В основное требование — высокая точ ность измерений. При решении задачи Б важное требование — высокая чувствительность, чтобы фиксировать рассеянное отражение от неровной противоположной поверхности, определять места наибольшего локального утончения стенок. Требования к точности измерения снижены. При ручном контроле нужно обеспечить широкий диапазон измерений, причем главная трудность — в снижении минимально измеряемой толщины. Результаты измерений необходимо представить в наглядной форме, например на цифровом табло. При автоматическом контроле нужно обеспечить высокую производительность измерений (т. е. выполнить возможно большее количество измерений в единицу времени) и следить за тем, чтобы толщина была не меньше и не больше заданного допуска.