Historia y desarrollo

Eddy prueba actual es uno de los métodos de ensayo no destructivos más antiguas. Sin embargo, no fue sino hasta las últimas décadas del siglo XX que el método de corrientes de Foucault empezó a alcanzar su verdadero potencial en el mercado. Una razón para esto es que de propósito general, eddy actual instrumento fácil de usar es capaces fenómeno relativamente reciente desde los años 1960, portátiles por corrientes de Foucault comparables sólo se distribuyeron en los años 1980. Además, es sólo recientemente que la teoría de corrientes parásitas convertirse ampliamente entendido por los profesionales de END. La década de 1980, en particular, producidas excelente material explicativo que hizo la teoría de corrientes parásitas comprensible para las personas sin formación técnica avanzada. Instrumentos por microprocesador basado modernos, además de la disponibilidad de capacitación de los operadores de alta calidad, asegurar el crecimiento continuo de este método versátil, de alto rendimiento Ndt.

8.1.1 Los descubrimientos significativos sobre Electromagnetismo

Desarrollo del método de corrientes parásitas se basó en ciertos descubrimientos realizados durante el siglo XIX acerca de la relación entre la electricidad y el magnetismo. De hecho, los Principales electromagnéticos pertinentes fueron descubiertos en la misma secuencia en que se producen durante una prueba de corrientes parásitas.

En 180, Hans, electromagnetismo- descubrió el hecho de que una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor provoca un campo magnético a desarrollarse alrededor de ese conductor. Oersted descubrió el electromagnetismo accidentalmente. Mientras lugar observó que la aguja de una brújula magnética desviado perpendicular al alambre, Oer-lugar observó que la aguja de una brújula magnética desviado perpendicular al cable mientras la corriente estaba pasando a través de él.

El electromagnetismo es el principio en el que las bobinas de corrientes parásitas operan. Considerando Oersted estaba usando instrumento de corriente continua emplea corriente alterna eléctrica que fluye a través de la bobina de prueba en oder para desarrollar un campo magnético alterno alrededor de la bobina.

En 1831. un inglés, Michael Faraday descubrió la inducción electromagnética el hecho de que el movimiento relativo entre un campo magnético y un conductor induce un voltaje en dicho conductor, haciendo que una corriente eléctrica fluya. En consecuencia, cuando el campo magnético alterno de un instrumentos de corrientes de Foucault de la bobina se pone en contacto con un objeto de prueba conductora, se desarrolla una tensión, provocando una corriente fluya en el objeto de prueba. Por lo tanto, la inducción electromagnética es considerado como principio de funcionamiento de la prueba de corrientes de Foucault. Henry también descubierto independientemente inducción electromagnética en los Estados unidos o menos al mismo tiem. De hecho, la unidad de medida para la inducción lleva su nombre.

En 1834, Lenz afirmó el principio de que define cómo las propiedades del objeto de prueba se comunican al sistema. La ley de Lenz establece que la dirección del flujo de corriente en el objeto de prueba será tal que su campo magnético se opondrá el campo magnético que causó

el flujo de corriente en el objeto de prueba. Esto significa que, en la práctica, las corrientes parásitas se comunican con la bobina de prueba mediante el desarrollo de un flujo secundaria desarrollado por corrientes de Foucault.

La teoría que describe la cadena de acontecimientos de una prueba de corrientes parásitas puede así ser descrito completamente por los descubrimientos de Oersted. Fueron descubiertas por James, que es famoso por declarar las ecuaciones que definen la teoría electromagnética. El primer uso de corrientes de Foucault para ensayos no destructivos se produjo en 1879 cuando De Hughes utilizó estos principios para llevar a cabo la prueba de clasificación metalúrgico.

8.1.2 Moderno Eddy prueba actual

El desarrollo o el método de corrientes parásitas progresaron lentamente hasta la década de 1940, cuando el Dr. Foerster fundó el Instituto, que hizo grandes progresos en el desarrollo y la comercialización de instrumentos de prueba de corriente de Foucault práctico. A finales de 1960 el Instituto ha desarrollado una línea de productos que cubren prácticamente todas las aplicaciones del método de ensayo de corrientes parásitas y trabajó con los fabricantes estadounidenses para establecer firmemente el métodos en los Estados Unidos. Dos de las principales contribuciones de Forester fueron el desarrollo de display plano de impedancia, que ayudó en gran medida en la comunicación de información de prueba para el practicante, y la formulación de la ley de similitud, lo que permite al practicante para duplicar el mismo rendimiento de corriente de Foucault bajo una variedad de situaciones de prueba .

El siguiente gran contribución al avance o el método, las pruebas de frecuencia múltiple, también fue desarrollado por un equipo, Conducir el fabricante bobina de prueba, Intercontrolle de Francia, en 1974. Conducción de la bobina de prueba en múltiples frecuencias ayuda a superar lo que ha sido tradicionalmente el mayor limitación del método de corriente de Foucault, el hecho de que las distintas condiciones a las que el método es sensible pueden vector en una sola señal que se muestra que es difícil de interpretar. Originalmente desarrollado para suprimir la visualización de variables de prueba no deseados, las pruebas de frecuencia múltiple también puede optimizar una prueba de corrientes parásitas para normalmente contradictorios variables de desempeño tales como la sensibilidad y la penetración, así como la ayuda en la identificación de la naturaleza de una respuesta de la prueba en particular. Las pruebas de multifrecuencia de la innovación es muy significativo que marcadamente avanzaba el estado de la técnica.

El desarrollo de instrumentos de corrientes parásitas basados en microprocesadores desde mediados de la década de 1980 también ha mejorado el potencial y la facilidad de uso del método. Se ha mejorado la capacidad de grabación, siempre sofisticado análisis de señales inspección post, y ha permitido mezcla automática de señales de frecuencia múltiples. Modernos instrumentos de corrientes parásitas basados en microprocesadores ofrecen una amplitud de características útiles prácticamente inimaginables en los días de los equipos analógicos. Fabricantes un Zetek tal, etc y análisis magnética han sido importantes contribuyentes

Yo además de la corriente principal de Foucault prueba actual, las técnicas más especializadas se emplean para ciertas aplicaciones. Estos incluyen pérdida de flujo, corriente de Foucault campo remoto, y la inspección de análisis de modulación. En la clasificación de los métodos de ensayo no destructivos para el propósito de la calificación y certificación de personal de prueba, la Sociedad Americana para pruebas no destructivas clasifica todas estas técnicas en el marco del método de prueba electromagnética.

8.13 variables de material detectable por corrientes de Foucault

durante más de un siglo de desarrollo como un método de prueba, la prueba de corrientes de Foucault ha encontrado aplicación debido a su sensibilidad a las siguientes variables:

variaciones de conductividad detección de discontinuidades separación entre la bobina de prueba y material de prueba espesor del material espesor de recubrimiento o revestimiento en un metal común espaciamiento entre capa conductora variaciones de permeabilidad

Eddy prueba actual es adecuado para la inspección de la superficie y justo debajo de la superficie de materiales conductores, la inspección volumétrica de materiales conductores delgados, y la medición de elevación inicial para determinar el espesor de los materiales no conductores que se adhieren a o que descansan sobre la superficie de materiales conductores.

8.1.4 Las principales áreas de aplicación

La versatilidad del método de corriente de Foucault se ha traducido en el uso de amplias aplicaciones. Cómo siempre, las principales áreas de aplicación son las siguientes:

EN inspección de servicio de un tubo a los servicios públicos de energía nuclear y los combustibles fósiles, en las plantas químicas y petroquímicas, en submarinos nucleares, y en sistemas de aire acondicionado

Inspección de estructuras aeroespaciales y motores Pruebas de producción de tubo, tubo, alambre, varilla, y la barra de acciones.

8.2 TEORÍA Y PRINCIPIOS

Eddy teoría actual se basa en los principios de la electricidad y Magnetis, en particular las propiedades inductivas de corriente alterna. La discusión comienza con una revisión de algunos de los principios básicos.

8.2.1 Electricidad

Toda la materia se compone de átomos, un átomo de ser la unidad smallet de cualquier elemento que conserva las propiedades del elemento. El centr de un átomo, el núcleo, tiene una carga eléctrica positiva. En órbita alrededor del núcleo y que gira sobre sus propios ejes están cargados negativamente partículas llamadas electrones, como se muestra en la ilustración del átomo de cobre (Figura 8.1), las órbitas de los electrones alrededor del núcleo se asemejan a las órbitas de los planetas alrededor del sol en que no puede haber varios órbitas, llamados '' conchas '' Sin embargo, la estructura atómica difiere del sistema solar en el que un proyectil dado puede contener múltiples electrones.

Desde la perspectiva de la prueba de corrientes de Foucault, uno es que se trate específicamente con la capa exterior de átomos de un material, porque el número de electrones en la capa externa determina si el material va a conducir la electricidad. La capa exterior puede contener un máximo de ocho electrones, y cuando la capa exterior contiene hasta siete u ocho electrones, el material no conduce la electricidad y se denomina un aislante. Sin embargo, los materiales cuyos átomos tienen sólo uno, dos, o tres electrones en la capa externa puede conducir electricy y son, de hecho, llamados conductores. Materiales cuyas capas externas contienen un número intermedio de electrones se llaman semiconductores y, aunque importante en el el desing de los circuitos de computación, no son significativas aquí.

Si no alterados por fuerzas externas, los electrones de un conductor se orbitar en repetidas ocasiones el núcleo. Sin embargo, cuando se aplica voltaje a un conductor, sus electrones avanzarán de un átomo a otro. Es decir, hay un flujo de cargas eléctricas llama corriente o electricidad. Tensión hace que los electrones a fluir ya que puede atraer y repeler ellos; es decir, el voltaje se aplica a los electrones polaridad. Una batería es un ejemplo de una fuente de tensión. Los electrones, siendo cargados negativamente, se sentirán atraídos por el terminal positivo de una batería y repelidos por su terminal negativo. Como se muestra en la ilustración de un circuito de linterna, los electrones fluyen a través del filamento de la bombilla de lo negativo a lo terminal positivo de la batería.

Aunque los átomos de un conductor permitirán el flujo de corriente cuando se aplica voltaje, hay siempre om i oposición a fluir, debido a la atracción de electrones a sus átomos. Esta oposición varía entre los átomos de los diferentes materiales. La voluntad de un espécimen de prueba para permitir el flujo de corriente es una pinta clave en la prueba de corrientes parásitas, se detalla en la siguiente definición:

La conductividad es la capacidad relativa de átomos de un material para conducir la electricidad.

La resistividad es la oposición de los átomos de un material para el flujo de electricidad; que es la inversa de la conductividad.

La conductancia es la capacidad de un componente particular de conducir la electricidad. Conductancia depende de la conductividad, la longitud y la sección transversal de un componente

La resistencia es la inversa de la conductancia. Es la oposición que un componente en particular ofrece al flujo de electricidad. Al igual que la conductancia, que depende de la conductividad de un componente, la longitud.

La conductividad es la propiedad del material de mayor interés para nosotros en la prueba de corrientes parásitas, mientras que la resistencia es un elemento importante en la visualización de información de la prueba. conductividades materiales se comparan en una escala llamada la Internacional. Puro cobre recocido sin mezcla a 20 ° C es el valor base n esta escala, con un valor o 100%. Otros materiales se les asigna un porcentaje en función de su capacidad para conducir la electricidad con respecto al cobre.

Tener resistencia ahora identificada, así como la tensión y la corriente, estos términos pueden ser atados juntos, mostrando sus unidades, utilizando la fórmula más básica de la electricidad.

8.2.2 Magnetismo

El magnetismo es una fuerza mecánica de la atracción o repulsión que un material puede ejercer sobre otra. Los extremos opuestos de una exposición imán comportamiento de oposición llamaron polaridad. Por lo tanto, los extremos de un imán se llaman poles- una al norte y uno sur.

Un imán tiene campo de fuerza que puede ser visualizado como un número f bucles cerrados que fluyen a través del imán, viajan alrededor del exterior del imán, y las re entran en el imán en el otro extremo. Estos bucles magnéticos se denominan líneas de fuerza y líneas de flujo La palabra '' flujo '' significa literalmente '' flujo '' y se refiere al hecho de que las líneas de flujo de fuerza desde el norte hasta el polo sur alrededor del exterior de un imán, y hacia el sur hasta el polo norte en el imán. Las unidades de medida de una definición para el magnetismo son los siguientes:

Flujo magnético Densidad de flujo El maxwell el weber el gauss el tesla

Intensidad de campo depende de la densidad de flujo. Densidad de flujo es mayor en el núcleo de un imán y en los polos. Densidad de flujo disminuye con la distancia desde el agente de acuerdo con la ley del cuadrado inverso: es decir, la densidad de flujo es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde los polos del imán.

Al igual que los polos de dos imanes se reúnen, los imanes empujan entre sí como sus campos de fuerza se repelen entre sí. Cuando los polos opuestos de dos imanes se reúnen, los imanes se atraen como los dos campos de fuerza intentan combinar.

Hay dos tipos de imanes: imanes permanentes y electroimanes. Los imanes permanentes son materiales físicos, que tienen una propiedad llamada ferromagnético, lo que significa que pueden llegar a ser magnetizado cuando sus dominios se han convertido alineados. Los dominios son imanes en miniatura que consta de grupos de átomos o moléculas presentes dentro de los granos individuales de un material.

Los imanes permanentes fueron descubiertos en la antigüedad y, a menudo se Producen en la barra y de herradura formas. El hecho de que conserven un campo magnético sin activación por corriente eléctrica es lo que los distingue de los electroimanes. La permeabilidad es la medida de la capacidad de un material para ser magnetizada; es decir, concentrado capacidad de un material.

flujo magnético. La densidad más flujo obtenido a partir de un material por una cantidad dada de la fuerza de magnetización aplicada, mayor es la permeabilidad de ese material.

Los materiales pueden ser clasificados como magnético o no magnético. Aunque existen tres tipos de magnética materiales- ferromagnético, paramagnéticos y diamagnéticos - el término '' magnético '' por lo general se refiere a materiales ferromagnéticos, que tienen mucho mayor permeabilidad thant los otros dos tipos. Los materiales magnéticos diferentes se pueden caracterizar como sigue:

1. Los materiales ferromagnéticos se vuelven fuertemente magnetizados en la misma dirección que el campo de magnetización en el que se colocan. Sus rangos de permeabilidad de aproximadamente 50 a más de 100000. Los ejemplos son el hierro, acero al carbono, acero inoxidable serie 400, y el níquel.

2- Los materiales paramagnéticos vuelven ligeramente magnetizados en la misma dirección que el campo de magnetización. Su permeabilidad es un poco más que los Ejemplos son aluminio, cromo, platino, y el gas oxígeno.

3. Los materiales diamagnéticos se vuelven débilmente magnetizados en la dirección opuesta a la del campo de magnetización. Su permeabilidad es ligeramente menor que. 1. Ejemplos son el cobre, el oro, la plata y el hidrógeno.

8.2.3 Electromagnetismo

El electromagnetismo es el fenómeno por el cual el paso de electrones a través de un conductor provoca un campo magnético para desarrollar concéntricamente alrededor del conductor, perpendicular a su eje. Un campo magnético concentrado, similar a la obtenida a partir de un imán de barra, se puede obtener por arrollamiento de un conductor en una bobina. Una bobina que funciona como un electroimán es tan llamado un solenoide, aunque un solenoide ideal tiene una longitud, con los polos opuestos en cada extremo de la bobina, es un campo magnético fluirá en una sola dirección y se puede realizar el mismo trabajo de atraer ferromagnético materiales como un imán permanente. Además, la bobina puede ser enrollado alrededor de un núcleo ferromagnético para incrementar la intensidad de campo.

Si la corriente es alterna, el campo electromagnético del mismo modo alternativo y la bobina exhibirá una cualidad llamada inductancia, L, cuya unidad es el henry. Inductancia es la capacidad de un conductor para inducir tensión en sí mismo o en un conductor vecino cuando varía la corriente.

8.2.4 Permeabilidad

Los electroimanes se utilizan para producir imanes permanentes. Un hilo conductor o poder se enrolla alrededor del material ferromagnético que se magnetizan. La corriente directa se hace pasar a través del conductor, provocando que funcione como un electroimán. Cuando el campo magnético resultante entra en el material a ser magnetizado, los dominios del material se alinean. Cuanto mayor sea el número de vueltas de alambre o cable y el más fuerte es la corriente aplicada, el rallador la fuerza de magnetización.

Como se dijo anteriormente, la permeabilidad define la capacidad de un material para ser magnetizado, es la capacidad de concentración de flujo magnético. Valores de permeabilidad numéricos para diferentes materiales, denominados permeabilidad relativa se indican en comparación con la permeabilidad de aire o el vacío. La permeabilidad se puede expresar cuantitativamente como la radio de densidad de flujo a la fuerza de magnetización. La permeabilidad puede ser un problema en la prueba de corrientes de Foucault porque la relativa

Permeabilidad de un ferromagnético dado puede variar durante la prueba, haciendo que las señales de ruido permeabilidad que pueden anular las señales de corriente de Foucault se buscan. Un ciclo de histéresis es una parcela de materiales densidad de flujo (B) variaciones como campo magnético (H) es variada. Por la saturación magnética del material de ensayo, la permeabilidad se convierte en la prueba de corriente constante y eddy puede proceder sin la interferencia de las variaciones de permeabilidad.

Saturación (figura 8.7) se produce en ese punto en el bucle, donde nuevos aumentos en la fuerza de magnetización no causan un aumento significativo en la densidad de flujo.

A la finalización de la prueba, el material será retener una cierta cantidad de magnetismo residual (figura 8.8), la cantidad de densidad de flujo remanente en el material después de la fuerza de magnetización se ha reducido a cero. El magnetismo residual deberá ser eliminada mediante magnetización, para evitar problemas tales como el material de la atracción de los desechos ferromagnético.

8.3 Alternando principios actuales

8.3.1 Variación sinusoidal

Alternando la corriente fluye de una manera cíclica, el comportamiento que se ilustra con precisión por una curva sinusoidal (figura 8.9)

La corriente comienza su ciclo en amplitud cero y, como transcurre el tiempo, se eleva a un pico en una dirección, cae de nuevo a cero, Ries a un pico en la dirección opuesta, y cae de nuevo a cero de nuevo para completar el ciclo. El final de un ciclo es el punto de partida del siguiente ciclo. Un ciclo completo de 360 ° se llama una sinusoide. Actividad exhibiendo el comportamiento de una sinusoide se denomina sinusoidal.

Los 360 puntos de grado de sinusoide corresponden a los 360 puntos de grados de un círculo completo. Por lo tanto, tanto una sinusoide de amplitud y polaridad con el concepto de ciclo. Recordemos que la distancia desde el centro de un círculo hasta el borde es su radio. La porción de arco de un círculo que corresponde a la longitud de su radio se llama un radián, que ocupa un arco de 57,3 °. -360 ° divididos y 57.3 ° es igual a 6,28 o 2pi, una constante importante en la alternancia de los cálculos actuales.

8.3.2 Inducción electromagnética

Antes de discutir la corriente de Foucault, el proceso de inducción primero se modela utilizando un par de bobinas como elementos primarios y secundarios de un circuito de inducción natural. Sinusoides se incluyen para ilustrar las relaciones de tiempo y polaridad. La simetría de dos ayudas bobinas en explicación de la relación de polaridad que se producen en los procesos de inducción mutua, tales como las pruebas actuales de Foucault. Esta ilustración modelos un material de prueba de corriente de Foucault es la secundaria. Inicialmente, la bobina primaria será examinado y sin la influencia de una secundaria. Inicialmente, la bobina primaria será de varios turno para representar una típica cil prueba de corrientes parásitas. El secundario, cuando se introduce, habrá una sola bobina a su vez, que válidamente representa un remolino probeta actuales. Se debe recordar que la bobina secundaria en esta discusión representa estrictamente la muestra de ensayo, y no la segunda bobina de diversas configuraciones de bobinas múltiples que se describirán más adelante en este capítulo.

El proceso de inducción

1. Un generador de corriente alterna se aplica tensión alterna a un circuito de bobina (Figura 8-10a). Una porción de este voltaje, Vr, se aplica a través de la resistencia del cable de la bobina. La amplitud r levanta de amplitud cero a cero grados (Figura 8-10b). El 'R' 'subíndice' en VR identifica esta tensión, a veces llamado '' tensión de la resistencia '' como una fuerza necesaria para mover corriente a través de la resistencia del cable de la bobina. Vr es un componente de la tensión total del circuito, Vt, que se explicará más adelante.

2- VR provoca una corriente, Ip, fluya a través de la bobina (Figura 8-10-c) en fase con VR (Figura 8-10d). El 'subíndice' 'P' en IP identifica la corriente de la bobina como la corriente primaria.