Zkouška Quick Break

Naše firma provádí kalibrace zařízení, které používají systém rychlého přerušení (Quick Break). Pro kalibrace se používá měřicí přístroj Quick Break Detector a digitální osciloskop.

Rychlé přerušení (“quick break”) nebo řízení přerušení je náhlé zastavení (rychlé přerušení) magnetizačního proudu. Toto přerušení proudu má za následek přechodný (vířivý) proud indukovaný v součásti. Funkčnost procesu rychlého přerušení může být definována jako měření toho, jak rychle se zhroutí magnetické pole indukované cívkou.

Rychlé přerušení byl objeveno koncem 1950. let, kdy bylo zjištěno, že, když se stejnosměrný proud vypne, pole kolem vodiče rychle klesá k nule. Tato rychlá změna energie generuje napětí a proud, který je v opačném směru vůči tomu, co je v obvodu. Toto náhlé přerušení stejnosměrného proudu na konci magnetizace vyvolává přechodný proud, který se indukuje v součásti. Tento výsledný proud se značně zvyšuje, když se rychlé přerušení použije na feromagnetickém materiálu. Toto zvýšení zbytkového magnetického pole uvnitř součásti má za následek lepší pole pro kontrolu.

Původní zařízení pro zkoušení magnetickým práškem, která měla funkci rychlého přerušení, rozpojovala obvod stejnosměrného proudu v cívce a vytvářela oblouk přes kontakty. Tím se zajistilo, že proud klesal dostatečně rychle k nule, aby vyvolal přechodný proud. Tato technika však způsobovala významné opotřebení na kontaktech.

V pozdějších modelech (Obrázek 1), výzkumníci začlenili křemíkové řízené usměrňovače (SCR), takže bylo mnohem snazší dosáhnout rychlého přerušení. S použitím vypínací doby SCR při nulovém přechodovém proudu, spolu s transformátorem s vysokým sekundárním napětím a napětím naprázdno, vyvinuli vědci řízené přerušení. Řízené přerušení je hlavním způsobem používaným při řízeném přerušení v zařízeních pro zkoušení magnetickým práškem používaných dnes.

V magnetickém práškovém zkoušení (MT) se technika rychlého přerušení používá k vytvoření přechodného proudu uvnitř součásti pro zjištění příčných necelistvostí na koncích podélně zmagnetovaných tyčí. Tyto typy necelistvostí jsou často zakryty silnou polaritou na koncích tyče. Při použití postupu rychlého přerušení výsledný přechodný proud zajišťuje, že u konců tyče zůstává pravé pole, který umožňuje kontrolu příčných diskontinuit.

Obrázek 2 ukazuje tyč, která je magnetována podélně. Všimněte si obrázku 2a, který znázorňuje tyč bez rychlého přerušení, oba konce se stávají póly a magnetické siločáry vstupují a vystupují v blízkosti tyče pod úhlem 90° vůči povrchu. Z tohoto důvodu nejsou samotné konce tyče skutečně podélně zmagnetovány a všechny příčné indikace v této oblasti nemusí být spolehlivě zjištěny.

Na obrázku 2b lze si všimnout, že když je stejná součást magnetována podélně a proud je rychle zastaven procesem rychlého přerušení, vzniká přechodný proud, který proudí uvnitř tyče, a vytváří pole v blízkosti povrchu, což umožňuje, aby součást byla skutečně podélně zmagnetována u samotných konců tyče. To umožňuje zjistit příčné indikace, které se nacházejí na samých koncích tyče.

Stejně jako u většiny technik používaných v MT nebo u jakýchkoliv jiných nedestruktivních zkoušek, existují normy nebo specifikace, které je třeba dodržovat. Prvními normami byly vojenské specifikace a od té doby byly začleněny do mezinárodních specifikací ASTM. Metoda rychlého přerušení se v ničem neliší. ASTM E 1444 a ASTM E 709 požadují, aby se na zařízeních pro zkoušení magnetickým práškem s funkcí rychlého přerušení prováděly kontroly rychlého přerušení každých šest měsíců (ASTM E 709-14, ASTM E 1444-12). Normy ASTM vyžadují kontrolu funkčnosti Quick Break pouze s pevnými cívkami, případně s kabelem navinutým do cívky.

Dalším použitím magnetizační techniky rychlého přerušení je, když se jedná o předměty se strukturálními změnami, které mohou vytvářet vysokou hustotu vnitřního magnetického toku, což má za následek vnější polaritu, která může vytvářet magnetické indikace. Příklady takových změn jsou vnitřní drážky, klínové drážky nebo otvory v předmětu. Problémem s těmito typy nerelevantních indikací je to, že mohou maskovat relevantní indikace. Proces rychlého přerušení může pomoci minimalizovat, ne-li eliminovat, indikace od strukturálních změn. Proces rychlého přerušení lze s výhodou použit v případě výrobků z železných kovů s vysokou remanenci. Magnetické pole, vytvářené v těchto materiálech, když se podrobí procesu rychlého přerušení, vytváří velmi silné zbytkové pole. Toto silné zbytkové pole je výhodné, má-li být k provedení MT použita techniky zbytkové magnetizace. Příkladem uplatnění tohoto aspektu je kontrola ložiskových kroužků.

Další aplikací rychlého přerušení je magnetizace indukovaným proudem. Tato metoda byla vyvinuta pro magnetování prstencových dílů, jako jsou ložiskové kroužky, aniž by bylo nutné přijít do přímého kontaktu s povrchem obrobku. Obrázek 3 znázorňuje tento účinek. Díky tomu, že kroužek je jednozávitovým zkratovaným sekundárním vinutím „stejnosměrného transformátoru“, může být indukován velký proud, který teče po obvodu kroužku. Pro díly, které mají vysokou remanenci, lze použit stejnosměrný proud s „rychlým přerušením“, a díly se pak zkouší metodou zbytkové magnetizace. Když je náhlé zhroucení stejnosměrného pole způsobeno prudkým přerušením magnetizačního proudu, cirkulární pole generované výsledným přechodným proudem opouští součást se silným zbytkovým polem. Metoda indukovaného proudu může těžit z extrémně silného rychlého přerušení „stykačového rozpojovacího“ obvodu.

Pár věcí nakonec třeba mít na paměti.

Za prvé, rychlé přerušení (quick break) se objevuje pouze u zařízení na třífázový, plně usměrněný stejnosměrný proud.

Za druhé, zařízení jsou obvykle testována pouze na obvodu cívky, pokud jsou kabely připojeny k hlavám a navinuty ve tvaru cívky. Dále, rychlé přerušení slouží především k tomu, aby bylo umožněno zjistit příčné necelistvosti na koncích součásti, která byla podélně zmagnetována. A nakonec, rychlé přerušení se používá jako funkce přípravku pro indukci proudu.

Naše firma provádí kalibrace zařízení, které používají systém rychlého přerušení (quick break).

Pro kalibrace se používá měřicí přístroj Quick Break Detector. (viz foto)

Dále se používá pro měření digitální osciloskop.