CZ305330B6 - Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou - Google Patents
Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305330B6 CZ305330B6 CZ2010-852A CZ2010852A CZ305330B6 CZ 305330 B6 CZ305330 B6 CZ 305330B6 CZ 2010852 A CZ2010852 A CZ 2010852A CZ 305330 B6 CZ305330 B6 CZ 305330B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- test body
- coils
- magnetization
- testing device
- test
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 62
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 title claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 67
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 10
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 101100165177 Caenorhabditis elegans bath-15 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
- G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
- G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
- G01N27/84—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields by applying magnetic powder or magnetic ink
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/91—Investigating the presence of flaws or contamination using penetration of dyes, e.g. fluorescent ink
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních feromagnetických kovových těles magnetickou práškovou metodou, zahrnující magnetizační část (1) s magnetovacími cívkami pro radiální a axiální magnetizaci, případně demagnetizaci zkoušeného tělesa (12) a optický systém (7) pro zviditelnění jeho povrchových a podpovrchových vad, kde magnetovací cívky pro radiální magnetizaci jsou tvořeny nejméně jednou pevnou magnetovací cívkou (3), vytvořenou bez pohyblivých částí a uspořádanou vně obvodu natáčitelného zkoušeného tělesa (12). Magnetovací cívky pro axiální magnetizaci jsou tvořeny nejméně dvěma tvarovanými vzduchovými cívkami (4) bez jádra, uspořádanými po bocích nebo obvodu zkoušeného tělesa (12), kde mezi vzduchovými cívkami (4) a zkoušeným tělesem (12) je vymezený prostor pro optickou kontrolu celého povrchu zkoušeného tělesa (12) a možnost měření v jediném magnetickém cyklu.
Description
Předmětem vynálezu řešení je zkušební zařízení určené pro detekci a lokalizaci různě orientovaných povrchových vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou na jejich povrchu a v oblasti blízko pod povrchem, kde zkoušená tělesa zahrnují disky, železniční kola, tlakové ocelové lahve, kovové trubky i plné materiály.
Dosavadní stav techniky
Magnetická prášková metoda je jednou z velmi rozšířených technik kontroly povrchů různých výrobků z feromagnetických materiálů. Je založena na principu rozptylových polí, kdy dochází k vystoupení magnetického pole v místě vady nad povrch zkoušeného předmětu. Je tak možno zviditelnit zjištěnou vadu pomocí vhodného prostředku, např. magnetického suchého prášku nebo roztoku suspenze magnetického prášku ve vodě. Magnetická prášková metoda slouží nejenom ke zviditelnění povrchových vad zkoušeného předmětu, ale navíc umožňuje identifikovat necelistvosti nacházející se těsně pod povrchem, avšak s povrchem nespojené.
Pro zjišťování povrchových vad kovového materiálu magnetickou práškovou metodou se používá vizuální hodnocení vad operátorem. Současná zařízení nejsou koncipována pro současné využití inspekce operátorem a pomocí kamer. Magnetizace jsou řešeny klečovou cívkou, která se po magnetizaci vyzdvihne, aby bylo možné sledovat vizuálně vady na zkoušeném kovovém předmětu, např. železničním kole. Axiální magnetizace je řešena pomocí feromagnetických pólových nástavců z boku kola. Ty sice snižují proudovou náročnost magnetizace, ale pro radiální magnetizaci je stejně nutný zdroj proudu o velikosti přibližně 8000 A.
Vzhledem k blízkosti pólových nástavců u zkoušeného kovového tělesa tyto pólové nástavce znesnadňují vizuální kontrolu zkoušeného předmětu a je nutno je seřizovat podle jeho rozměru. Zkušební čas je také dělen do dvou cyklů, kde je provedena magnetizace radiální, pak je vyzvednuta cívka, provedena kontrola, následně je provedena magnetizace axiální a vizuálně jsou při magnetizaci sledovány indikace axiálně na pojezdové ploše nad magnetizačními póly. Pokud jsou použity kamery pro záznam obrazu, neumožňují automatickou klasifikaci detekovaných vad. Přívod proudu kontaktní metodou je problematický a potřebuje pohyblivé vodivé části. Problematickým je rovněž snímací systém. Vzhledem ktomu, že používané metody magnetizace zastiňují zkoušený předmět při magnetizaci, je problémem umístit kamery tak, aby přes cívku viděly na zkoušený povrch. Přitom existují požadavky na stoprocentní zkoušení povrchu kovového předmětu, kdy zkoušení je často rozloženo do více cyklů, zahrnujících magnetizaci axiální, zvednutí cívky, prohlídku, magnetizaci radiální, prohlídku při otáčení.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních feromagnetických kovových těles magnetickou práškovou metodou, zahrnující magnetizační část s magnetovacími cívkami pro radiální a axiální magnetizaci, případně demagnetizaci zkoušeného tělesa, a optický systém pro zviditelnění jeho povrchových a podpovrchových vad, kde magnetovací cívky pro radiální magnetizaci jsou tvořeny nejméně jednou pevnou magnetovací cívkou, vytvořenou bez pohyblivých částí a uspořádanou vně obvodu natáčitelného zkoušeného tělesa. Podstata vynálezu spočívá v tom, že magnetovací cívky pro axiální magnetizaci jsou tvořeny nejméně dvěma tvarovanými vzduchovými cívkami bez jádra, uspořádanými po bocích nebo obvodu zkoušeného těle- 1 CZ 305330 B6 sa, kde mezi vzduchovými cívkami a zkoušeným tělesem je vymezený prostor pro optickou kontrolu celého povrchu zkoušeného tělesa a možnost měření v jediném magnetickém cyklu.
Vzduchové cívky pro axiální magnetizaci mohou být umístěny pod středem rotačního tělesa zkoušeného výrobku a v takové vzdálenosti, že výrobek může být opticky kamerami nebo vizuálně kontrolován v jeho celku, ne postupně po částech. Podstatná je zlepšená homogenita magnetického pole, kdy vzduchové cívky, které nemají magnetický obvod se jhem (jádrem), neovlivňují magnetické pole tělesa zkoušeného výrobku a sebe navzájem. Další výhodou je skutečnost, že pole vzduchových cívek pro axiální magnetizaci a cívek pro radiální magnetizaci lze nezávisle na sobě seřizovat, a to v jediném pracovním cyklu. Snížením počtu pracovních cyklů se dosahuje zvýšené produktivity měření.
Magnetovací cívka pro radiální magnetizaci, která je několikanásobně širší než šířka zkoušení například železničního kola, umožňuje na úkor rozptylového pole dosažení částečně homogenního magnetického pole ve větší vzdálenosti okolo ní. Zkoušené železniční kolo může být umístěno svým středem resp. osou výše, než je vrchol hlavní magnetovací cívky.
Vzduchové cívky pro axiální magnetizaci přesahují rozměry zkoušeného tělesa ajsou prostorově tvarované v základní válcové nebo spirálové konfiguraci. Jsou s výhodou symetrické pro magnetování povrchu obou stran zkoušeného tělesa stejným magnetickým polem. Konfigurace těchto cívek je taková, že je není nutno seřizovat podle rozměru zkoušených dílů a lze volit jejich umístění tak, že nebrání prohlížení povrchu jak vizuálně, tak pomocí CCD kamer i kombinovaně.
Vzduchové cívky jsou zapojeny v sérii nebo paralelně, případně jsou pro vytváření točivého vektoru magnetického pole na obvodové ploše zkoušeného tělesa napájeny z různých fází, a to vzájemným posunutím fází v ose otáčení zkoušeného tělesa. Točivý vektor umožňuje částečně potlačit citlivost zobrazování artefaktů, např. když se fluorescenční prášek zachytí na drážce po obrábění železničního kola a přitom nejde o vadu, což lze obtížně rozeznat od skutečné vady. Zásadní pro viditelnost vad je, že v točivém magnetickém poli na povrchu zkoušeného tělesa je v důsledku superpozice a následně rotace vektoru intenzity magnetického pole možné zviditelnit vady v libovolné orientaci a tvaru pro jakoukoli topologii vady (na rozdíl od známých zařízení s cívkami pro axiální magnetizaci se jhem) a s rovnoměrnější citlivostí na amplitudu vady.
Napájení pomocných vzduchových magnetovacích cívek může být s výhodou stejné jako hlavní magnetovací cívky pro radiální magnetizaci, může tak být dosaženo rovnoměrnější magnetizace na křivém povrchu zkoušeného předmětu.
Magnetovací cívky pro radiální magnetizaci jsou v jednom z provedení tohoto vynálezu nejméně dvě ajsou uspořádány tak, že jsou v ose otáčení zkoušeného tělesa vzájemně pootočeny, přičemž v případě dvou magnetovacích cívek pro radiální magnetizaci jsou tyto cívky pootočeny o úhel v rozmezí od 30 do 45°. Dosáhne se tak rovnoměrnější magnetizace povrchu zkoušeného tělesa v různých směrech.
Na magnetizační část zařízení navazuje optický systém pro zviditelnění povrchových a podpovrchových vad zkoušeného tělesa, který obsahuje sekci kontroly vad natáčitelného zkoušeného tělesa se světelnými zdroji, tvořenými CCD kamerami nebo maticemi bodových světelných LED zdrojů v ultrafialové části spektra, případně vizuální kontrolou, přičemž světelné zdroje jsou situovány na pohyblivých stolech po jedné nebo obou stranách zkoušeného tělesa. Pohyblivé stoly jsou uzpůsobeny pro jejich posun do požadované polohy na zkoušeném tělese. Přitom matice bodových světelných LED zdrojů mohou být situovány přímo na tělese kamery. Alternativně mohou být světelné zdroje fixní, přičemž nejméně jeden z nich je situován ve směru z obvodové plochy zkoušeného tělesa a zbývající z každé jeho strany.
Světelné zdroje s CCD kamerami nebo maticemi bodových světelných LED zdrojů mohou být s výhodou opatřeny procesorem pro vytváření a zpracování zaznamenaných nerozmazaných
-2CZ 305330 B6 obrazů při otáčení zkoušeného tělesa, přenášených do počítače. Kamery mohou snímat povrch zkoušeného tělesa staticky, pak je nutné osvítit větší část tělesa, anebo dynamicky za chodu při plynulém nebo postupném otáčení tělesa. Údaje jsou zobrazovány na monitoru pro obsluhu zařízení, jsou archivovány a jsou označovány vady, které hodnotící program dovede rozpoznat a nerozpoznané defekty předat obsluze k individuálnímu hodnocení. Kamera může mít při postupném natáčení na sobě umístěnou osvitovou jednotku tak, aby nevznikaly odrazy a odlesky od povrchu do kamery.
Pro fixování polohy zkoušeného tělesa může být zařízení opatřeno výškově stavitelnými přítlačnými členy, například kladkami.
Magnetizační část zařízení může být integrována se sekcí kontroly vad natáčitelného zkoušeného tělesa do jednoho celku. Vstup magnetizační části zařízení může navazovat na sekci čištění povrchu zkoušeného tělesa. Na sekci kontroly vad natáčitelného zkoušeného tělesa může dále navazovat sekce demagnetizace a mytí zkoušeného tělesa.
Zkoušené feromagnetické kovové těleso je vybráno ze skupiny, zahrnující disky, železniční kola, tlakové ocelové lahve, kovové trubky i plné materiály.
Objasnění výkresů
Na připojených výkresech jsou zobrazeny příklady provedení zařízení podle tohoto vynálezu. Na obr. 1 jsou znázorněny hlavní části tohoto zařízení, na obr. 2 fotografie světelného zdroje s maticí bodových světelných LED zdrojů, situovaných přímo na tělese kamery. Na obr. 3 je fotografie části zkoušeného železničního kola, osvětleného zdrojem podle obr. 2. Na obr. 4 je alternativní provedení zařízení, s integrovanou magnetizační částí a sekcí kontroly vad natáčitelného železničního kola a na obr. 5 pohled shora na provedení podle obr. 4.
Příklady uskutečnění vynálezu
Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou na jejich povrchu a v oblasti blízko pod povrchem do hloubky několika milimetrů může být rozděleno do několika pracovišť, které lze různě kombinovat, případně může tvořit jeden sdružený celek. Základními částmi jsou sekce li čištění povrchu rotačního kovového tělesa před jeho zkoušením, dále magnetizační část i, sekce 9 kontroly vad pomocí CCD kamer, matic bodových světelných LED zdrojů v ultrafialové části spektra nebo vizuálně, případně jejich kombinací, sekce 13 demagnetizace a mytí zkoušeného tělesa 12 a část manipulace, případně značení vad.
V tomto případě je popisován příklad zkušebního zařízení, rozděleného do několika pracovišť resp. sekcí, určeného pro zjišťování povrchových i nepovrchových vad zkoušených těles 12, kterými jsou železniční kola. Je založeno na principu vyzařování elektromagnetického pole a následného magnetování železničního kola. Povrch železničního kola je před jeho zkoušením očištěn mytím např. párou, ultrazvukem, stékající nebo tlakovou vodou. V magnetizační části 1 zkušebního zařízení je železniční kolo založeno a upnuto do pracovní polohy buďto vodorovně nebo svisle, a to manipulátorem 8, případně valením po nosné dráze, nebo vozíčkem. Může být situováno i šikmo pod takovým pracovním úhlem, aby bylo usnadněno jeho upínání uvnitř jedné až tří magnetovacích cívek 3 pro radiální magnetizaci. V případě, že je zde pouze jediná tato magnetovací cívka 3, musí se železniční kolo při magnetizaci otáčet, aby každý bod na jeho povrchu byl zmagnetován ve více směrech, tak aby bylo možné měřit různě orientované vady na jeho povrchu. Jestliže jsou použity dvě magnetovací cívky 3 pro radiální magnetizaci, jsou situovány tak, aby nebránily transportu zkoušeného železničního kola a manipulaci s ním. Obě tyto magnetovací cívky 3 jsou umístěny v ose rotace měřeného železničního kola a jsou vzájemně pootočeny o úhel v rozsahu typicky od 30 do 45°. V případě použití tří vzájemně pootočených magnetovacích
-3 CZ 305330 B6 cívek 3 pro radiální magnetizaci se dosáhne rovnoměrnější magnetizace povrchu zkoušeného tělesa 12 v různých směrech.
Magnetovací cívka (nebo cívky) 3 pro radiální magnetizaci je několikanásobně širší než šířka do ní vloženého železničního kola a vzhledem k jejich velkým rozměrům je na úkor rozptylového pole dosahováno částečně homogenního magnetického pole ve větší vzdálenosti okolo nich. Železniční kolo tak může být umístěno svým středem (osou) výše než je vrchol této magnetovací cívky 3. Umístění kola nad širokou magnetovací cívkou 3 na úkor vyššího magnetizačního proudu umožňuje použít pevnou magnetovací cívku 3 bez pohyblivých částí. Nedochází přitom k zaclonění oblasti kola nad jeho středem, takže je možné provádět jak vizuální kontrolu povrchových vad, tak současně snímání obrazu pomocí kamer.
Magnetovací cívka (nebo cívky) 3 pro radiální magnetizaci se napájí buďto přes transformátor, snižující napětí až na bezpečnou hodnotu např. 24 V (pak se cívka lépe chladí a nejsou vysoké nároky na její elektrickou izolaci), případně se napájí přímo z třífázové sítě přes regulační jednotku (pak je vyšší počet jejich závitů a její izolace musí splňovat přísnější bezpečnostní předpisy).
Po stranách železničního kola jsou v magnetizační části i zkušebního zařízení uspořádány dvě boční vzduchové magnetovací cívky 4 pro axiální magnetizaci, a to tak, aby každá z nich přesahovala pojezdovou plochu železničního kola nejmenšího i největšího možného průměru. Tyto vzduchové magnetovací cívky 4, které mohou být vytvořeny jako boční vzduchové cívky, případně jako soustava těchto cívek po obvodu zkoušeného tělesa 12 (v takovém případě se zkoušené těleso - železniční kolo - nemusí při magnetizaci otáčet), a to jako prostorově tvarované válcové nebo spirálové, slouží k axiální magnetizaci obvodové plochy zkoušeného tělesa 12, to znamená v případě železničního kola magnetování jeho pojezdové plochy, obecněji řečeno rovněž pro zrovnoměmění magnetizace povrchu zkoušeného tělesa 12 při jeho složitějším tvaru. Jsou v takové vzdálenosti od povrchu zkoušeného tělesa 12, že při manipulaci s ním nemusí být přemisťovány. Vzduchové magnetovací cívky 4 mohou být zapojeny v sérii nebo paralelně, případně mohou být napájeny z různých fází a jejich vzájemným posunutím v ose otáčení zkoušeného železničního kola je možné dosáhnout točivého vektoru magnetického pole na jeho obvodové ploše. Pro vytvoření točivého vektoru magnetizace je do cívek přiveden střídavý proud s posunutou fází, nejlépe ze dvou fází třífázového napájení. Tím je dosaženo otáčení vektoru magnetizace v půlce železničního kola v místě, kde je nalévána, nastříkávána nebo naprašována kapalina s fluorescenčním magnetickým práškem. Výhodou je možnost dosažení rovnoměrnějšího magnetického pole na povrchu resp. obvodu zkoušeného tělesa 12, případně i bez cívky 3 pro radiální magnetizaci nebo s možností dodatečného nezávislého korigování magnetizace na obvodu zkoušeného tělesa 12.
Díky otáčení železničního kola při magnetizaci a fázovému posuvu proudů radiální a axiální magnetizační cívky (cívky 3 pro radiální magnetizaci a vzduchové cívky 4 pro axiální magnetizaci) je zařízení schopno zobrazovat vady v orientaci 360°, orientované pod jakýmkoli úhlem. Točivý vektor umožňuje částečně potlačit citlivost zobrazování artefaktů, např. fluorescenční prášek se zachytí na drážce po obrábění železničního kola a přitom nejde o vadu, což lze obtížně rozeznat od skutečné vady). Každá ze vzduchových cívek 4 pro axiální magnetizaci má tři závity a obě cívky jsou symetrické, tak aby bylo železniční kolo magnetováno stejným magnetickým polem z obou stran. Napájení vzduchových cívek 4 je s výhodou stejné jako cívky 3 pro radiální magnetizaci, může tak být dosaženo rovnoměrnější magnetizace na křivém povrchu zkoušeného předmětu. Axiální a radiální magnetizace, která musí probíhat současně, aby vady zobrazené jednou orientací magnetického pole nebyly smyty při druhém cyklu magnetizace, využívá fázového posuvu proudů obou cívek 3, 4.
Při magnetizaci se povrch železničního kola smáčí kapalinou, obsahující fluorescenční prášek, který je vlivem magnetického toku polarizován. Na povrch železničního kola se magnetický fluorescenční prášek nanáší buďto naléváním při rotaci kola, nebo se nastříkává pomocí trysek
-4CZ 305330 B6 rozprašováním. Tento prášek může být smíchán s kapalinou, případně může být i suchý. V místě vady materiálu je prášek soustředěn a dochází zde ke zhuštění indukčních čar.
Zkoušené těleso 12 - železniční kolo - se pak přesune na další pracoviště, do sekce 9 kontroly vad pomocí světelných zdrojů 10, např. CCD kamer, matic bodových světelných LED zdrojů v ultrafialové části spektra, anebo vizuálně, případně jejich kombinací. Osvícením plochy železničního kola zdrojem světla s odpovídajícím spektrem dojde ke zviditelnění vad na povrchu kola, které lze snadno pozorovat. Zviditelněné povrchové vady lze detekovat pozorováním povrchu železničního kola pouhým okem a na rozhodnutí obsluhy pak závisí, zda klasifikuje detekované místo jako vadu. Další možností je automatické skenování povrchu železničního kola, kdy je povrch prohlížen např. CCD kamerou, která zahrnuje metody zpracování signálu a obrazu. Detekované vady jsou automaticky označovány a následně je obsluha upozorněna na možný výskyt vady a na ní záleží, jestli detekovanou vadu označí. Zařízení může být obsluhováno ručně nebo prostřednictvím počítače, může být ovládáno automaticky bez zásahu obsluhy. Kamery CCD mohou být dvě a přitom mění svou polohu tak, aby pokryly svým obrazem celým zkoušený předmět. Alternativně mohou být CCD kamery fixní aje jich větší počet, např. devět, nejméně jedna ve směru z obvodové plochy zkoušeného tělesa 12 (pojezdové plochy železničního kola), zbytek z každé jeho strany. Větší počet kamer je zpravidla dán složitějším povrchem zkoušeného tělesa 12, u plochého tělesa může stačit i jediná kamera z boku. Kamery mohou být uspořádány v linii (při jednodušším tvaru tělesa) nebo paprskovitě (skupiny kamer jsou pootočeny v ose otáčení zkoušeného tělesa 12, aby se vyloučila kolize jejich umístění.
Aby bylo zkoušené těleso 12 rovnoměrně nasvíceno a bez odlesků, použije se matice bodových světelných LED zdrojů v ultrafialové části spektra. V matici lze nastavit úroveň jasu jednotlivých bodů nebo skupin (po sloupcích) tak, aby se dosáhlo rovnoměrného osvícení na povrchu tělesa. Zdroje světla mohou být umístěny nezávisle na poloze kamer, případně jsou situovány přímo na tělese jednotlivých kamer a pohybují se současně s pohybem kamery. Rovnoměrnost nasvícení povrchu je podstatná pro odlišení skutečné vady, např. trhlinky v povrchu, od artefaktů, které vznikají opracováním povrchu zkoušeného materiálu.
Na následném pracovišti, v sekci 13 demagnetizace a mytí zkoušeného tělesa 12 (železničního kola) je v případě požadavku prováděna demagnetizace, případně omytí tohoto tělesa. Magnetovací cívka 3 pro radiální magnetizaci, která se použije pro demagnetizaci, může být pootočena, tak aby nebránila případné svislé manipulaci se zkoušeným železničním kolem. Pokud to není možné, následuje sekce 14 manipulace, případně značení vad.
V alternativním provedení na obr. 4 a 5 obsahuje zařízení vanu 15, do které je železniční kolo vkládáno. Vana 15 ve tvaru kvádru je zhotovena z nerezavějícího materiálu a slouží především pro uložení kola a odvod smáčecí kapaliny s obsahem fluorescenčního prášku zpět do pod ní situované nádrže, ze které je smáčecí kapalina nejprve odváděna. Aby byl zaručen odvod kapaliny zpět do nádrže, má dno vany 15 tvar trychtýře. Vana J_5 obsahuje dva otočné vodicí úložné členy 2 (kola) na hřídeli, do kterých je shora manipulátorem (není zobrazen) železniční kolo svisle usazováno. Po usazení kola k němu shora doléhají přítlačné členy 5 (kladky). Nedochází přitom k zaclonění oblasti kola nad jeho středem, takže je možné provádět jak vizuální kontrolu povrchových vad, tak současně snímání obrazu pomocí kamer. Železniční kolo je na vodicích úložných členech 2 (kolech) ve vaně 15 situováno a upnuto svisle, může však být i šikmo pod takovým pracovním úhlem, aby bylo usnadněno jeho upínání uvnitř jedné nebo více magnetovacích cívek 3. Pokud je pouze jediná magnetovací cívka 3, musí se železniční kolo při magnetizaci ve vaně 15 otáčet, aby každý jeho bod povrchu byl zmagnetován ve více směrech, aby tak bylo možné měřit různě orientované vady na jeho povrchu.
Zařízení je dále opatřeno dvěma CCD kamerami, které slouží pro skenování povrchu železničního kola. Jsou umístěny na pohyblivých stolech 6, které umožňují posun kamer do jakékoli polohy na železničním kole. Součástí kamer jsou UV lampy, případně LED zdroje UV světla, které vyzařují světelné vlnění pouze v určité části spektra, např. 365 nm. Kamery mění svou polohu tak,
-5CZ 305330 B6 aby pokryly svým obrazem celý zkoušený předmět. Pokud je na železničním kole fluorescenční kapalina a kolo je zmagnetováno, dochází osvětlením ke zviditelnění vad na povrchu železničního kola a vady je možno bezpečně detekovat. Kamery jsou vybaveny procesorem, který umožňuje zpracování zaznamenaných obrazů v rozlišení 1280 x 1024 bodů. Implementovány jsou metody zpracování obrazu, které zaručují záznam nerozmazaného obrazu během otáčení železničního kola. Zaznamenaný obraz je z rozvaděče dále přenášen do počítače a zobrazen ve vhodném programu. V počáteční poloze jsou kamery zaparkovány, stoly 6 jsou ve spodní poloze. Pokud je vyslán povel na kalibrace kamer, jsou kamery automaticky přesunuty na kalibrační místo, obsahující vzorek. Aby mohlo být spuštěno testování, je nutné, aby kamery byly před každým zkoušením nového předmětu kalibrovány. Princip kalibrace spočívá v tom, že na obrazovce počítače je zobrazen čistý nerozmazaný obraz kalibrační značky. Kamerami je skenován celý povrch železničního kola. Jelikož kamera zabírá pouze 10 cm délky železničního kola, je po načtení průměru kola automaticky nastaven počet pásů, ve kterých kamera bude obraz zaznamenávat. Jednotlivé pásy se přitom překrývají. Pokud kamera zaznamená vadu na povrchu železničního kola, je otáčení kola automaticky zastaveno a oznámeno obsluze, že byla detekována vada. Souřadnice s vadou jsou zaznamenány a odeslány do počítače, kde je vše uloženo společně se souřadnicemi do databáze. Obsluha pak místo s vadou neprodleně vizuálně vyhodnocuje a určuje (potvrzuje), zda se jedná o vadu či nikoliv. Po zkoušce tělesa je, pokud je požadována, provedena demagnetizace pomocí stejných magnetizačních cívek 3, 4, kterými je prováděna magnetizace. Následuje případné mytí zkoušeného tělesa a manipulace a možné značení vad.
Průmyslová využitelnost
Zařízení podle tohoto vynálezu je určeno pro zjišťování vad rotačních feromagnetických kovových těles magnetickou práškovou metodou, např. disků, železničních kol, tlakových ocelových láhví, kovových trubek i plných materiálů.
Claims (15)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních feromagnetických kovových těles magnetickou práškovou metodou, zahrnující magnetizační část (1) s magnetovacími cívkami pro radiální a axiální magnetizaci, případně demagnetizaci zkoušeného tělesa (12) a optický systém (7) pro zviditelnění jeho povrchových a podpovrchových vad, kde magnetovací cívky pro radiální magnetizaci jsou tvořeny nejméně jednou pevnou magnetovací cívkou (3), vytvořenou bez pohyblivých částí a uspořádanou vně obvodu natáčitelného zkoušeného tělesa (12), vyznačující se tím, že magnetovací cívky pro axiální magnetizaci jsou tvořeny nejméně dvěma tvarovanými vzduchovými cívkami (4) bez jádra, uspořádanými po bocích nebo obvodu zkoušeného tělesa (12), kde mezi vzduchovými cívkami (4) a zkoušeným tělesem (12) je vymezený prostor pro optickou kontrolu celého povrchu zkoušeného tělesa (12) a možnost měření v jediném magnetickém cyklu.
- 2. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vzduchové cívky (4) přesahují rozměry zkoušeného tělesa (12) a jsou prostorově tvarované v základní válcové nebo spirálové konfiguraci.
- 3. Zkušební zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vzduchové cívky (4) jsou symetrické pro magnetování povrchu obou stran zkoušeného tělesa (12) stejným magnetickým polem.-6CZ 305330 B6
- 4. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vzduchové cívky (4) jsou zapojeny v sérii nebo paralelně, případně jsou pro vytváření točivého vektoru magnetického pole na obvodové ploše zkoušeného tělesa (12) napájeny z různých fází, a to vzájemným posunutím fází v ose otáčení zkoušeného tělesa (12).
- 5. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že napájení vzduchových cívek (4) je stejné jako magnetovací cívky (3) pro radiální magnetizaci.
- 6. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že magnetovací cívky (3) pro radiální magnetizaci jsou nejméně dvě a jsou uspořádány tak, že jsou v ose otáčení zkoušeného tělesa (12) vzájemně pootočeny, přičemž v případě dvou magnetovacích cívek (3) pro radiální magnetizaci jsou tyto cívky pootočeny o úhel v rozmezí od 30 do 45°.
- 7. Zkušební zařízení podle nároku 1, kde na magnetizaění část (1) navazuje optický systém (7) pro zviditelnění povrchových a podpovrchových vad zkoušeného tělesa (12), vyznačující se tím, že tento optický systém (7) obsahuje sekci (3) kontroly vad natáčitelného zkoušeného tělesa (12), která zahrnuje světelné zdroje (10), tvořené CCD kamerami nebo maticemi bodových světelných LED zdrojů v ultrafialové části spektra, případně vizuální kontrolu, přičemž světelné zdroje (10) jsou situovány na pohyblivých stolech (6) po jedné nebo obou stranách zkoušeného tělesa (12).
- 8. Zkušební zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že světelné zdroje (10) jsou fixní, přičemž nejméně jeden z nich je situován ve směru z obvodové plochy zkoušeného tělesa (12) a zbývající z každé jeho strany.
- 9. Zkušební zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že matice bodových světelných LED zdrojů jsou situovány na tělese kamery.
- 10. Zkušební zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že světelné zdroje (10) jsou opatřeny procesorem pro vytváření a zpracování zaznamenaných nerozmazaných obrazů při otáčení zkoušeného tělesa (12), přenášených do počítače.
- 11. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je pro fixování polohy zkoušeného tělesa (12) opatřeno výškově stavitelnými přítlačnými členy, například kladkami.
- 12. Zkušební zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že jeho magnetizaění část (1) je integrována se sekcí kontroly vad natáčitelného zkoušeného tělesa (12) do jednoho celku.
- 13. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vstup jeho magnetizační části (1) navazuje na sekci (11) čištění povrchu zkoušeného tělesa (12).
- 14. Zkušební zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že na sekci kontroly vad natáčitelného zkoušeného tělesa navazuje sekce (13) demagnetizace a mytí zkoušeného tělesa (12).
- 15. Zkušební zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že zkoušené feromagnetické kovové těleso (12) je vybráno ze skupiny, zahrnující disky, železniční kola, tlakové ocelové lahve, kovové trubky i plné materiály.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2010-852A CZ305330B6 (cs) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou |
| EP11008001.7A EP2455752B1 (en) | 2010-11-19 | 2011-10-03 | Equipment for detection of defects in rotary metal bodies by a magnetic powder method |
| EA201171250A EA019889B1 (ru) | 2010-11-19 | 2011-11-15 | Устройство для обнаружения дефектов во вращающихся металлических телах магнитопорошковым методом контроля |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2010-852A CZ305330B6 (cs) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2010852A3 CZ2010852A3 (cs) | 2012-05-30 |
| CZ305330B6 true CZ305330B6 (cs) | 2015-08-05 |
Family
ID=45400823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2010-852A CZ305330B6 (cs) | 2010-11-19 | 2010-11-19 | Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2455752B1 (cs) |
| CZ (1) | CZ305330B6 (cs) |
| EA (1) | EA019889B1 (cs) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103163213B (zh) * | 2013-04-02 | 2015-04-29 | 盐城东车科技有限公司 | 一种大齿圈磁粉探伤机的转动装置 |
| CN103412040A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-11-27 | 江苏赛福探伤设备制造有限公司 | 一种钢管宽带磁轭探伤检测方法与装置 |
| JP6170081B2 (ja) * | 2015-01-16 | 2017-07-26 | 電子磁気工業株式会社 | 鋼管用磁化装置、磁粉探傷装置 |
| CN106645393B (zh) * | 2016-12-02 | 2017-11-28 | 西安交通大学 | 航空非铁磁金属管件腐蚀缺陷内检成像探头及方法 |
| CN107167514A (zh) * | 2017-06-19 | 2017-09-15 | 中国矿业大学 | 一种新型钢丝绳无损检测装置及检测方法 |
| CN108267501B (zh) * | 2018-03-26 | 2023-07-28 | 盐城工学院 | 一种动车车轮智能磁粉探伤机 |
| FR3095044B1 (fr) * | 2019-04-15 | 2022-01-07 | Jtekt Europe Sas | Installation destinée à permettre un contrôle de conformité d’une pièce mécanique d’un véhicule |
| CN114965487B (zh) * | 2022-06-10 | 2024-06-14 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 一种隧道典型病害自动监测设备的标定方法及装置 |
| CN115508437B (zh) * | 2022-09-22 | 2023-09-19 | 捷航设备制造股份有限公司 | 一种扭杆及配件探伤自动化一体机 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1169696B (de) * | 1957-04-13 | 1964-05-06 | Daimler Benz Ag | Vollautomatische Vorrichtung zum Ermitteln von Rissen in axialsymmetrischen Eisen- und Stahlteilen nach dem Magnetpulververfahren |
| US3988530A (en) * | 1974-10-02 | 1976-10-26 | Konan Camera Research Institute | Automatic defect-detecting method and apparatus |
| JPS60138454A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁粉探傷検査における欠陥自動判別方法 |
| DE3421404A1 (de) * | 1984-06-08 | 1985-12-12 | Mecapec S.A., Schmerikon | Verfahren und vorrichtungen zur feststellung von oberflaechenfehlern an stabfoermigem, ferromagnetischem gut |
| DE3422190A1 (de) * | 1984-06-15 | 1985-12-19 | Mecapec S.A., Schmerikon | Anordnung zur ermittlung von oberflaechenfehlern an ferromagnetischem gut |
| US5003831A (en) * | 1989-03-10 | 1991-04-02 | Isotopenforschung Dr. Sauerwein Gmbh | Process for monitoring a device for automatically detecting and evaluating surface cracks |
| JP2003107057A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-04-09 | Kawasaki Steel Corp | 鋼材の自動磁粉探傷装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5164744A (ja) * | 1974-12-02 | 1976-06-04 | Juzo Koo | Hiitaapaneru |
| DE3208041C2 (de) * | 1982-03-05 | 1983-12-29 | Feldmühle AG, 4000 Düsseldorf | Verfahren zum Prüfen von ferromagnetischen, magnetisierten Werkstücken |
| DE3731947A1 (de) * | 1987-09-23 | 1989-04-13 | Kurt Dr Sauerwein | Verfahren und vorrichtung zum feststellen und auswerten von oberflaechenrissen bei werkstuecken |
| CN1021711C (zh) * | 1990-05-17 | 1993-07-28 | 铁道部戚墅堰机车车辆工艺研究所 | 环形件磁粉探伤机 |
| US5534775A (en) * | 1993-03-16 | 1996-07-09 | Ico, Inc. | Method and apparatus for noncontact magnetic particle stray magnetic flux testing of cylindrical members |
| JPH06300739A (ja) * | 1993-04-19 | 1994-10-28 | Nippon Steel Corp | 蛍光磁粉探傷法 |
| JPH07225221A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-22 | Nkk Corp | 鋼管磁粉探傷装置 |
| JP3053521B2 (ja) * | 1994-03-14 | 2000-06-19 | 日本鋼管株式会社 | 磁粉探傷装置 |
| JPH09159650A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Nittetsu Hokkaido Seigyo Syst Kk | 丸棒鋼の表面疵検査方法および装置 |
| JP3841020B2 (ja) * | 2002-05-28 | 2006-11-01 | 住友金属工業株式会社 | 鉄道車輪の磁粉探傷方法および磁粉探傷装置 |
| RU41155U1 (ru) * | 2004-06-18 | 2004-10-10 | Закрытое акционерное общество "Виматек" | Автоматическая установка для магнитопорошковой дефектоскопии |
| JP4409465B2 (ja) * | 2005-03-03 | 2010-02-03 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | 鉄道車輪踏面の磁粉探傷検査装置 |
| JP4749223B2 (ja) * | 2006-05-08 | 2011-08-17 | 日本電磁測器株式会社 | 鋼管用磁粉探傷装置 |
| CN101806774A (zh) * | 2009-02-17 | 2010-08-18 | 射阳县赛福探伤设备制造有限公司 | 一种复合式磁粉探伤的方法 |
-
2010
- 2010-11-19 CZ CZ2010-852A patent/CZ305330B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-10-03 EP EP11008001.7A patent/EP2455752B1/en active Active
- 2011-11-15 EA EA201171250A patent/EA019889B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1169696B (de) * | 1957-04-13 | 1964-05-06 | Daimler Benz Ag | Vollautomatische Vorrichtung zum Ermitteln von Rissen in axialsymmetrischen Eisen- und Stahlteilen nach dem Magnetpulververfahren |
| US3988530A (en) * | 1974-10-02 | 1976-10-26 | Konan Camera Research Institute | Automatic defect-detecting method and apparatus |
| JPS60138454A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁粉探傷検査における欠陥自動判別方法 |
| DE3421404A1 (de) * | 1984-06-08 | 1985-12-12 | Mecapec S.A., Schmerikon | Verfahren und vorrichtungen zur feststellung von oberflaechenfehlern an stabfoermigem, ferromagnetischem gut |
| DE3422190A1 (de) * | 1984-06-15 | 1985-12-19 | Mecapec S.A., Schmerikon | Anordnung zur ermittlung von oberflaechenfehlern an ferromagnetischem gut |
| US5003831A (en) * | 1989-03-10 | 1991-04-02 | Isotopenforschung Dr. Sauerwein Gmbh | Process for monitoring a device for automatically detecting and evaluating surface cracks |
| JP2003107057A (ja) * | 2001-07-25 | 2003-04-09 | Kawasaki Steel Corp | 鋼材の自動磁粉探傷装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2455752B1 (en) | 2014-01-29 |
| EA201171250A3 (ru) | 2012-09-28 |
| EA201171250A2 (ru) | 2012-04-30 |
| CZ2010852A3 (cs) | 2012-05-30 |
| EA019889B1 (ru) | 2014-07-30 |
| EP2455752A1 (en) | 2012-05-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ305330B6 (cs) | Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou | |
| JP2011002409A (ja) | 漏洩磁束探傷装置 | |
| CA2932468A1 (en) | Device and method for optically inspecting and analysing stent-like objects | |
| CN112154322A (zh) | 放射线透过检查方法和装置、以及微多孔膜的制造方法 | |
| JP2015064301A (ja) | 表面欠陥検査装置及び表面欠陥検査方法 | |
| US20140306697A1 (en) | Apparatus and method for non-destructive inspections | |
| JP2014106087A (ja) | 磁粉探傷検査装置 | |
| KR100956873B1 (ko) | Ｘ선을 이용한 검사 장치 | |
| Ma et al. | A machine vision assisted system for fluorescent magnetic particle inspection of railway wheelsets | |
| KR20070072500A (ko) | 전지 외장 케이스의 흠집의 검사 장치 및 검사 방법 | |
| CZ21957U1 (cs) | Zkušební zařízení pro zjišťování vad rotačních kovových těles magnetickou práškovou metodou | |
| EP2902777B1 (en) | Electron gun abnormality detector and electron gun abnormality detection method | |
| KR102222655B1 (ko) | 코일 표면결함 자동검사 시스템 | |
| KR100806829B1 (ko) | 자동차 강철림의 불량검사를 위한 방법 및 시스템 | |
| CN215005118U (zh) | 一种大型轴承套圈立式二合一磁粉探伤设备 | |
| US8314611B2 (en) | Magnetic particle inspection apparatus and method | |
| CN215931748U (zh) | 一种大型轴承套圈立式低位磁粉探伤设备 | |
| RU2518954C1 (ru) | Способ автоматизированного магнитолюминесцентного контроля железнодорожных колес и устройство для его осуществления | |
| KR101726067B1 (ko) | 자분탐상 겸용 탈자기를 이용한 자분 탐상 검사 방법 | |
| JP2016173340A (ja) | 配管検査装置 | |
| CN102303021B (zh) | 等线径变刚度汽车悬架弹簧探伤方法 | |
| RU157019U1 (ru) | Установка для магнитопорошкового контроля внутренней и внешней поверхностей ферромагнитных труб | |
| CZ29268U1 (cs) | Zařízení pro nedestruktivní zkoušení a zjišťování povrchových vad kovového tělesa | |
| RU2792070C2 (ru) | Способ и устройство для контроля железнодорожных колёсных пар на предмет дефектов поверхности | |
| JP2006084225A (ja) | 渦流探傷方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20231119 |