Электропотенциальный метод

Электропотенциальный метод неразрушающего контроля основывается на регистрации распределения потенциалов по поверхности контролируемого объекта. Обычно с помощью данного метода реализуют тестовый контроль. При этом через контролируемый участок пропускают электрический ток и измеряют значение разности потенциалов на части этого участка. По полученному значению разности потенциалов судят о геометрических размерах объекта контроля, наличии и местоположении поверхностных дефектов, а также о размерных параметрах этих дефектов.

На рисунке ниже представлена схема реализации электропотенциального метода. С помощью двух электродов 1 и 2 (токоподводящие или токовые электроды), расположенных на расстоянии 2а друг от друга, от внешнего источника к объекту подводится электрический ток (постоянный или переменный). Проходя через электропроводящий объект, данный ток создает падение потенциалов на каждом участке его поверхности. Значение разности потенциалов (U₀ - при отсутствии дефекта; U_д - при наличии дефекта) на контролируемом участке поверхности объекта контроля измеряется с помощью электродов 3 и 4 (измерительные или потенциальные электроды), расположенных на фиксированном расстоянии 2а друг от друга (обычно 24 < 2 мм).

Вектор плотности тока в объекте контроля определяется вектором напряженности создаваемого электрического поля и совпадает с ним по направлению. При этом распределение плотности тока в объекте и, соответственно, измеренное с помощью электродов 3 и 4 значение разности потенциалов U будут зависеть от значения подводимого тока, электрофизических свойств материала, из которого изготовлен объект контроля, геометрических параметров и качества поверхностного слоя (наличия и характеристик локальных дефектов). К числу влияющих электрофизических свойств материала относится, прежде всего, удельная электрическая проводимость с. В случае использования переменного тока влияние на U оказывает также магнитная проницаемость и материала и частота подводимого тока.

Поверхностный дефект, например трещина, создает дополнительное препятствие прохождению тока через объект контроля. На рисунке ниже схематично показано расположение линий равных значений плотности тока (сплошные) - изолиний плотности тока и линий равных значений электрического потенциала (штриховые) - эквипотенциалей для случая использования постоянного тока. Указанные линии взаимно ортогональны.

Сравнение характера расположения линий при отсутствии дефекта (рисунок выше) и при наличии дефекта (рисунок ниже) показывает, что дефект сплошной электропроводящей среды, ориентированный поперек изолиний плотности тока, искажает как изолинии, так и эквипотенциали, что должно вызывать изменение значения разности потенциалов между фиксированными точками поверхности (между электродами 3 и 4). Это указывает на принципиальную возможность осуществления дефектоскопии и дефектометрии электропроводящих материалов электропотенциальным методом.