Технологические достижения в области неразрушающего контроля тесно связаны с другими областями исследований, окружающими его, такими как оптика, акустика или томография. Одной из таких областей, которая играет решающую роль в обеспечении инноваций в области вихретоковых матриц (ECA), является область гибких печатных плат (PCB) или, более конкретно, печать медных дорожек на тонкой гибкой подложке, обычно называемая литографией. Недавние достижения в области гибких методов печати печатных плат за последние пять лет заставили ECA проявить свои силы и проложить путь к разработке катушечных датчиков более высокого качества, в конечном итоге трансформируя диапазон возможностей вихретокового контроля. Пришло время перестать выворачиваться наизнанку ради сложных проверок; познакомьтесь поближе с новым семейством датчиков ECA от Eddyfi Technologies: P-Flex.
Представляем P-Flex™: гибкий печатный преобразователь ECA для контроля сложной геометрии
Возможность печати катушечных датчиков на гибких платах существует уже некоторое время, но недавние достижения значительно улучшили производительность этих датчиков. Достижимая плотность печатных медных дорожек увеличилась, что привело к большему количеству витков в каждой катушке и, следовательно, к более сильному магнитному полю и большему количеству энергии, передаваемой в поток вихревых токов. Новый гибкий печатный зонд ECA, или P-Flex , использует это преимущество.
Конкретно, это приводит к снижению уровня шума, более сильным сигналам индикации и повышению вероятности обнаружения небольших дефектов, что делает печатный ECA более эффективным, чем когда-либо прежде. В сочетании с лидирующим на рынке портативным прибором ECA Reddy™ технология P-Flex превосходит другие существующие печатные преобразователи с точки зрения качества сигнала.
Датчики P-Flex представляют собой массив из 32 катушек, напечатанных на тонкой, как бумага, гибкой плате толщиной 0,2 мм (0,008 дюйма), которую можно согнуть с минимальным радиусом кривизны всего 2 миллиметра (0,08 дюйма). Это позволяет проводить осмотр поверхностей с очень сложной геометрией, обертывая или вставляя эти тонкие зонды в изогнутые поверхности и узкие углы, пазы или зазоры.
Датчик P-Flex выпускается в трех моделях с одинаковым количеством катушек; разница заключается в их размере. Например, большой датчик (размер катушки: 5 мм/0,19 дюйма) обеспечивает большее покрытие, но имеет меньшее разрешение по сравнению с малой моделью (размер катушки: 2 мм/0,078 дюйма). Поэтому выбор модели датчика должен основываться на требуемом покрытии и размере наименьшего дефекта, который необходимо обнаружить.
Одной из ключевых особенностей зонда P-Flex является его модульная конструкция. Зонд можно отсоединить от кабельного адаптера, что позволяет легко заменить его в случае повреждения одного из компонентов. Говоря об износе... на зонде установлен тонкий слой прочного, жесткого, термопластичного PEEK (полиэфирэфиркетон), который создает защитный барьер между датчиками и проверяемой поверхностью. Это значительно увеличивает долговечность зонда и позволяет проводить больший объем инспекций.
Инспекции турбин
Благодаря своей высокой гибкости легко представить, как P-Flex может стать калибровочным блоком, который облегчает настройку зонда ECA для всех. Имея доступ к базовому 3D-принтеру, вы теперь можете изготовить простой держатель зонда любой формы, прикрепить к нему P-Flex и энкодер и продолжить инспекцию. При необходимости команда по индивидуальному проектированию Eddyfi Technologies всегда рада взяться за эту часть работы и разработать наиболее оптимальный держатель зонда для конкретных применений.
На следующем изображении показаны примеры компонентов турбины, которые можно осмотреть с помощью P-Flex. Зонды показаны здесь без держателя, чтобы продемонстрировать, насколько легко обеспечить хороший контакт с поверхностью, независимо от ее кривизны, сложной формы или крутых изгибов (данные здесь не собираются).
Еще одно применение, которое выигрывает от технологии P-Flex, — это обнаружение небольших трещин в дисковых пазах газовых турбин . Как показано ниже, Eddyfi Technologies встроила зонд P-Flex в кодированный держатель в форме ласточкина хвоста, при этом его датчики покрывают всю боковую поверхность паза. Подпружиненный башмак прижимается к поверхности, обеспечивая тесный контакт во время сканирования. Оттуда зонд просто скользит по всей длине паза, чтобы завершить сбор данных. Модульная конструкция этого решения также позволяет повторно использовать один и тот же кабель с несколькими головками зонда, тем самым облегчая проверку пазов многих размеров и форм.
Остается последний вопрос, и он, возможно, самый важный из всех: как печатный зонд ECA сравнивается с традиционным ECA с настоящими медными «блинными» катушками? Чтобы ответить на этот вопрос, мы приступили к контролю диска газовой турбины с помощью двух почти идентичных зондов: одного с блинными катушками и одного с печатными катушками (P-Flex). Полученные ниже C-сканы показывают несколько различий между двумя технологиями и указывают на общую лучшую производительность P-Flex для этого контроля.
Эти различия можно объяснить тем простым фактом, что блинчатые катушки должны быть изготовлены вручную и помещены одна за другой в зонд ECA, что приводит к небольшим различиям между размером, формой, положением и электрическими свойствами каждой катушки. С другой стороны (или, скорее, без рук вообще), печатные датчики P-Flex изготавливаются автоматизированной системой, что делает их совершенно идентичными, равноудаленными и на одинаковом расстоянии от проверяемой поверхности.
При этом блинчатые датчики не собираются полностью исчезать в пользу печатных катушек. Фактически, одним из важных ограничений P-Flex является его высокочастотный диапазон. Хотя он отлично подходит для обнаружения дефектов, разрушающих поверхность, он гораздо более ограничен для обнаружения под поверхностью и на дальней стороне. Обычные ECA, такие как I-Flex, остаются технологией выбора для низкочастотных датчиков, которые могут проникать глубоко в цветные материалы.
Мы действительно не кривим душой, когда говорим, что преобразователи P-Flex ECA обеспечивают превосходную гибкость, настраиваемость и производительность, что делает их пригодными для широкого спектра инспекционных приложений. Их можно использовать как автономные зонды или интегрировать в простые держатели для инспекции самых сложных геометрий.
