Электропотенциальный метод

Среди геометрических параметров объекта контроля на значение оказывает влияние, прежде всего, толщина - Т_к. Наиболее интенсивно это влияние в случае, когда значение Т_к соизмеримо с глубиной проникновения электрического поля в объект контроля.

Это указывает на принципиальную возможность оценки с помощью электропотенциального метода толщины металлических пленок, листового материала, металлических покрытий. Причем данный метод контроля реализуется при одностороннем доступе к объекту.

Применительно к решению задачи дефектометрии, однако, эффект влияния толщины Т_к на измеренное значение контролируемого параметра U является помехой. Одно из направлений снижения влияния этой помехи на результат контроля — переход к использованию переменного тока, при котором проявляется скин-эффект.

Сущность скин-эффекта заключается в уменьшении глубины проникновения электрического поля в объекте контроля с повышением частоты переменного тока. Контуры тока, таким образом, концентрируются в поверхностном слое на некоторой глубине Д = Д₀, что снижает влияние на результаты измерения U.

Электропотенциальные методы применяются для контроля деталей и заготовок из практически любых электропроводящих материалов: чугунов, сталей, цветных сплавов, графитов.

К числу направлений использования данных методов следует отнести измерение толщины стенок деталей, в частности - труб; измерение толщины металлических покрытий на электропроводящих и изоляционных основаниях; контроль анизотропии электрических и магнитных свойств объектов, обусловленной приложением к нему механических напряжений; контроль расслоений в толстолистовом металле в процессе обрезки поперечных и продольных кромок; контроль качества паяных соединений.

Наиболее приоритетным направлением использования данных методов, однако, является измерение глубины трещин. Электропотенциальный метод является практически единственным - методом, обеспечивающим возможность простого и достоверного измерения глубины поверхностных трещин в диапазоне от 0,1 до 120 мм. При этом наиболее эффективно выявляются трещины усталостного происхождения, являющиеся наиболее опасными с точки зрения внезапных отказов изделий и возникновения аварийных ситуаций. В этой связи электропотенциальный метод широко используется для проведения исследований кинетики развития усталостных трещин. При решении этой задачи важным свойством метода является возможность не только фиксации момента зарождения трещины и измерения ее глубины, но и исследования фронта развития трещины внутрь объекта контроля.

Специфика данного метода делает наиболее эффективным его совместное использование с методами других видов, имеющими низкие пороги чувствительности при дефектоскопии, но не позволяющими точно определять глубину дефекта (с магнитопорошковыми, капиллярными, вихретоковыми и др.). Совместное применение методов существенно повышает эффективность контроля и точность дефектометрии и широко используется при контроле состояния трубопроводов, работающих под высоким давлением, транспортного и энергетического оборудования.

Электропотенциальный метод дефектометрии имеет ограничение области применения. Достоверность оценки толщины объекта контроля и глубины трещины во многом зависит от однородности и изотропности электрофизических свойств материала, прежде всего, его удельного электрического сопротивления. Именно этим фактором определяется предельно допустимая точность измерения указанных размерных параметров объекта контроля.

Еще одним ограничением является то, что при измерении глубины поверхностного дефекта электропотенциальный метод работоспособен при условии существенной линейной протяженности дефекта, что характерно для трещин (длина дефекта должна, как минимум, в 3 раза превышать его глубину). Поэтому электропотенциальный метод, эффективно оценивающий глубину трещины, оказывается порой мало пригодным для определения геометрических параметров таких дефектов, как раковины, лунки, объемные включения, поры и т.п.