Компания HPI (High Performance Industrietechnik GmbH) со штаб-квартирой в Рансхофене (Австрия) занимается разработкой, проектированием, производством и поставкой оборудования «под ключ» для легкой металлургии. Металлургические заводы обычно используют легкие металлы, такие как алюминий и магний, для производства изделий на основе легких сплавов.
Для одного из своих клиентов из металлургической отрасли компания HPI разработала автоматизированную систему измерения электропроводности для неразрушающего контроля материалов. В систему измерения электропроводности, созданную HPI, был интегрирован наш вихретоковый дефектоскоп NORTEC™ 600 для проверки качества материалов.
Задача: система, которая проверяет электропроводность на производственных скоростях
Согласно статье, опубликованной в Aluminium Times, компания HPI разработала систему измерения электропроводности для оценки состояния термической обработки алюминиевых пластин. Эти пластины (шириной до 4 200 мм, длиной до 33 000 мм и толщиной от 1 мм до 210 мм) перерабатываются в полуфабрикаты из алюминиевых и магниевых сплавов для авиационной промышленности.
Металлургическая компания нуждалась в системе для нового прокатного комплекса, включающего стан холодной прокатки, стан горячей прокатки и термическую обработку тонколистового металла. Требовалось эффективное решение НК, которое повысило бы производительность и позволяло подтвердить соответствие материалов международным стандартам.
Задачей HPI было разработать высокоскоростную систему измерения электропроводности алюминиевых пластин при сохранении высокой стабильности контроля.
Широкая алюминиевая пластина транспортируется на прокатном стане производственной линии.
Причины, по которым производители измеряют электропроводность металлов
Измерение электропроводности позволяет определить, насколько хорошо материал пропускает через себя электрический ток. Такое испытание позволяет производителям собрать информацию о составе вещества. С помощью этих данных пользователи могут определить, подходит ли материал для предполагаемого использования.
Многие отрасли включают определение проводимости в контроль качества и производственный процесс. Это делается для проверки структурной целостности металла в целях обеспечения желаемой долговечности и надежности конечного продукта.
Измерение электрической проводимости алюминия, используемого в конструкции самолетов, важно для определения его способности к разряду. Это показывает способность алюминия выдерживать нагрузки, вызванные такими явлениями, как удары молнии. Путем выявления изменений твердости сплава, испытание на электрическую проводимость может подтвердить, не был ли материал поврежден в результате термической обработки, что сделало бы его более хрупким.
Преимущества, недостатки и типичные дефекты алюминия
Плотность алюминия ниже, чем у других известных металлов. Сталь, например, почти на треть плотнее алюминия. В виду своей легкости и прочности, алюминий идеально подходит для производства самолетов. По оценкам некоторых источников, современный самолет на 75–80% состоит из алюминия. Выполненные из алюминия самолеты позволяют перевозить больший объем грузов и более экономичны.
Еще одним важным преимуществом алюминиевых сплавов является их коррозионная стойкость, которая увеличивает долговечность самолета. Самолеты постоянно подвергаются воздействию экстремальных погодных явлений, — от отрицательных температур на больших высотах до осадков, включая снег и ливни. Хотя алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью, он является химически активным металлом, поэтому может возникнуть коррозия.
Алюминиевые компоненты подвержены различным видам коррозии, в том числе:
- Поверхностная точечная коррозия
- Межкристаллитная коррозия
- Расслоение листов
- Коррозионное растрескивание
- Усталостное растрескивание
- Изнашивание
Производственные процессы, такие как механическая обработка, формовка, сварка или термообработка, могут создавать напряжения в алюминиевых листах (и, следовательно, в деталях самолетов). Это остаточное напряжение может вызвать растрескивание в коррозионной среде, когда превышен порог коррозии под напряжением.
Преимущества вихретокового НК для авиационной промышленности
Вихретоковый неразрушающий контроль (НК) — это бесконтактный метод контроля металлических конструкций. ВТК широко применяется в авиационной и аэрокосмической промышленности, а также в других сферах производства и обслуживания, где требуется проверка тонкого металла на наличие потенциальных проблем, связанных с безопасностью или качеством.
Поскольку вихретоковый контроль (ВТК) использует электромагнитную связь и не требует прямого контакта с деталью, контактная жидкость не требуется.
ВТК можно использовать в следующих случаях:
- Контроль поверхности
- Контроль приповерхностного слоя (обычно 3–4 мм)
Преимущества вихретокового контроля:
- Контроль можно проводить через покрытие (нет необходимости его удаления)
- Минимальная подготовка поверхности (нет необходимости удаления грязи)
- Простота в использовании, минимальное обучение
- Мгновенные результаты, высокая скорость сканирования, контроль крупных деталей.
- Подходит для любого материала, который проводит электричество, включая металлы, широко используемые в авиастроении, такие как алюминий, нержавеющая сталь и сталь.
Принцип работы вихретокового дефектоскопа
(a) Переменный электрический ток, проходя через катушку, создает магнитное поле (синего цвета). (b) Если катушка расположена вблизи объекта из электропроводящего материала, внутри объекта индуцируются вихревые токи. (c) Дефекты в материале изменяют траекторию вихревых токов. Эти изменения фиксируются на измерительной катушке.
Если переменный электрический ток проходит через одну или несколько катушек ВТ-преобразователя, и этот преобразователь находится близко к объекту, сделанному из проводящего материала, создается переменное магнитное поле, которое индуцирует вихревые токи в объекте. Это магнитное поле создает эффект взаимосвязи.
Любые несплошности или колебания в свойствах материала изменяют течение вихревых токов в объекте контроля, что влияет на рабочее индуктивное сопротивление преобразователя. Преобразователь выявляет колебания толщины материала или такие дефекты, как трещины и коррозия в объекте контроля. Эти колебания отражаются на экране прибора в фазе и амплитуде сигнала, которые затем интерпретирует оператор.
Решение HPI для измерения проводимости алюминиевых пластин
В этом видео демонстрируется решение HPI: автоматизированная система для высокоскоростного измерения электропроводности алюминиевых пластин. Как вы видите, NORTEC 600 интегрирован в систему HPI на сканере, который быстро перемещает ВТ-преобразователь над калибровочной станцией и алюминиевой пластиной после ее подачи в измерительную станцию.
Программы измерений могут быть предварительно определены для каждой пластины в соответствии с международными стандартами ASTME 1004-02, MIL STD1537C, EN2004-1 и AMS 2772F, а также с учетом спецификаций испытаний в аэрокосмической промышленности.
Система измерения проводимости алюминиевых пластин со встроенным вихретоковым дефектоскопом NORTEC 600
В прошлом, компания HPI использовала ручные устройства для такого рода испытаний на производственной линии; однако по мере ужесточения требований к скорости и качеству, особенно в авиационной и аэрокосмической промышленности, ручной контроль стал неактуальным. Комбинация вихретокового дефектоскопа NORTEC 600 от Olympus и автоматизированной системы контроля HPI представляет эффективное, надежное и экономичное решение.
Компания HPI сконфигурировала собственное прикладное программное обеспечение для данного решения, интегрировав NORTEC 600 в качестве датчика. Компания HPI выбрала NORTEC 600 среди других вихретоковых дефектоскопов, поскольку прибор предлагает интерфейс для связи с программируемым логическим контроллером (ПЛК).
Система автоматически выполняет проверку калибровки для каждой пластины до и после измерения электропроводности. Ввиду высокой скорости сканирования сотни точек измеряются всего за несколько минут (ручное измерение заняло бы несколько часов).
HPI использует две такие системы с двумя дефектоскопами NORTEC 600 в каждой. Проверка проводимости в рамках контроля качества помогла HPI улучшить процесс термообработки и повысить уровень удовлетворенности клиентов.
Подробнее о вихретоковом дефектоскопе NORTEC 600
NORTEC 600 представляет собой портативный вихретоковый дефектоскоп, включающий в себя высокоэффективные электронные схемы.
Простая интеграция в высокоскоростные автоматизированные системы
Дефектоскоп NORTEC 600 легок и без проблем интегрируется в системы контроля. NORTEC 600 создан для стабильной работы в промышленных условиях. Спецификации и функциональные возможности NORTEC 600 разработаны с учетом требований таких интеграторов, как HPI.
- Соответствует требованиям стандарта IP66.
- Диапазон рабочих температур: от –10°C до 50°C.
- Непрерывный нулевой фильтр
- Ленточная диаграмма с сигнализацией
- Частота измерения 6 кГц
- Дистанционное управление с NORTEC PC
- Выходы сигнализации
- Аналоговые выходы
- Цифровые входы
Оборудование неразрушающего контроля для контроля качества
Компания HPI решила интегрировать вихретоковый дефектоскоп NORTEC 600 Olympus в автоматизированное решение НК для быстрого и надежного измерения электропроводности материала, не касаясь поверхности объекта. Компания HPI уже давно является партнером Olympus по интеграции решений. Ознакомиться с ассортиментом продукции HPI можно здесь.
См. также
Вихретоковый контроль (ВТК) — Учебное пособие
Решения контроля для аэрокосмической промышленности
Автоматизированные системы контроля
Связаться с нами
