Skúška Quick Break

Naša firma vykonáva kalibrácie zariadení, ktoré používajú systém rýchleho prerušenia (Quick Break). Pre kalibrácie sa používa meriaci prístroj Quick Break Detector a digitálny osciloskop.

Rýchle prerušenie (“quick break”) alebo riadenie prerušenia je náhle zastavenie (rýchle prerušenie) magnetizačného prúdu. Toto prerušenie prúdu má za následok prechodný (vírivý) prúd indukovaný v súčasti. Funkčnosť procesu rýchleho prerušenia môže byť definovaná ako meranie toho, ako rýchlo sa zrúti magnetické pole indukované cievkou.

Rýchlé prerušenie bolo objavené koncom 1950. rokov, kedy bolo zistené, že, keď sa jednosmerný prúd vypne, pole okolo vodiča rýchlo klesá k nule. Táto rýchla zmena energie generuje napätie a prúd, ktorý je v opačnom smere voči tomu, čo je v obvode. Toto náhle prerušenie jednosmerného prúdu na konci magnetizácie vyvolává prechodný prúd, ktorý sa indukuje v súčasti. Tento výsledný prúd sa značne zvyšuje, keď sa rýchle prerušenie použije na feromagnetickom materiáli. Toto zvýšenie zbytkového magnetického poľa vnútri súčasti má za následok lepšie pole pre kontrolu.

Pôvodné zariadenie pre skúšanie magnetickým práškom, ktorá mala funkciu rýchleho prerušenia, rozpojovala obvod jednosmerného prúdu v cievke a vytvárala oblúk cez kontakty. Tým sa zaistilo, že prúd klesal dostatočne rýchlo k nule, aby vyvolal prechodný prúd. Táto technika však spôsobovala významné opotrebenie na kontaktoch.

V neskorších modeloch (Obrázok 1), výskumníci začlenili kremíkové riadené usmerňovače (SCR), takže bolo omnoho ľahšie dosiahnuť rychle prerušenie. S použitím vypínacej doby SCR pri nulovom prechodovom prúde, spolu s transformátorom s vysokým sekundárnym napätím a napätím naprázdno, vyvinuli vedci riadené prerušenie. Riadené prerušenie je hlavným spôsobom používaným pri riadenom prerušení v zariadeniach pre skúšanie magnetickým práškom používaných dnes.

V magnetickom práškovom skúšaní (MT) sa technika rýchleho prerušenia používa k vytvoreniu prechodného prúdu vnútri súčasti pre zistenie priečnych necelistvostí na koncoch pozdĺžne zmagnetovaných tyčí. Tieto typy necelistvostí sú často zakryté silnou polaritou na koncoch tyče. Pri použití postupu rýchleho prerušenia výsledný prechodný prúd zaisťuje, že na koncoch tyče zostáva pravé pole, které umožňuje kontrolu priečnych diskontinuít.

Obrázok 2 ukazuje tyč, ktorá je magnetována pozdĺžne. Všimnite si obrázok 2a, ktorý znázorňuje tyč bez rýchleho prerušenia, oba konce sa stávajú pólmi a magnetické siločiary vstupujú a vystupujú v blízkosti tyče pod uhlom 90° voči povrchu. Z tohoto dôvodu nie sú samotné konce tyče skutočne pozdĺžne zmagnetované a všetky priečne indikácie v tejto oblasti nemusia byť spoľahlivo zistené.

Na obrázku 2b môžete vidieť, že keď je rovnaká súčasť magnetovaná pozdĺžne a prúd je rýchlo zastavený procesom rýchleho prerušenia, vzniká prechodný prúd, ktorý prúdi vo vnútri tyče a vytvára pole v blízkosti povrchu, čo umožňuje, aby súčasť bola skutočne pozdĺžne zmagnetovaná na samotných koncoch tyče. To umožňuje zistiť priečne indikácie, ktoré sa nachádzajú na samých koncoch tyče.

Rovnako ako u väčšiny techník používaných v MT alebo u akýchkoľvek iných nedeštruktívnych skúšok, existujú normy alebo špecifikácie, ktoré je treba dodržiavať. Prvými normami boli vojenské špecifikácie a od tej doby boli začlenené do medzinárodných špecifikácií ASTM. Metóda rýchleho prerušenia sa v ničom nelíši. ASTM E 1444 a ASTM E 709 požadujú, aby sa na zariadeniach pre skúšanie magnetickým práškom s funkciou rýchleho prerušenia vykonávali kontroly rýchleho prerušenia každých šesť mesiacov (ASTM E 709-14, ASTM E 1444-12). Normy ASTM vyžadujú kontrolu funkčnosti Quick Break len s pevnými cievkami, prípadne s káblom navinutým do cievky.

Ďalším použitím magnetizačnej techniky rýchleho prerušenia je, keď sa jedná o predmety so štrukturálnymi zmenami, ktoré môžu vytvárať vysokú hustotu vnútorného magnetického toku, čo má za následok vonkajšiu polaritu, ktorá môže vytvárať magnetické indikácie. Príklady takých zmien sú vnútorné drážky, klinové drážky alebo otvory v predmete. Problémom s týmito typmi nerelevantných indikácií je to, že môžu maskovať relevantné indikácie. Proces rýchleho prerušenia môže pomocou minimalizovať, prípadne eliminovať, indikácie od štrukturálnych zmien. Proces rýchleho prerušenia sa dá s výhodou použiť v prípade výrobkov zo železných kovov s vysokou remanenciou. Magnetické pole, vytvárané v týchto materiáloch, keď sa podrobí procesu rýchleho prerušenia, vytvára veľmi silné zbytkové pole. Toto silné zbytkové pole je výhodné, ak má byť k prevedeniu MT použitá technika zbytkovej magnetizácie. Príkladom uplatnenia tohoto aspektu je kontrola ložiskových krúžkov.

Dalšou aplikáciou rýchleho prerušenia je magnetizácia indukovaným prúdom. Táto metóda bola vyvinutá pre magnetovanie prstencových dielov, ako sú ložiskové krúžky bez toho, aby bolo nutné prísť do priameho kontaktu s povrchom obrobku. Obrázok 3 znázorňuje tento účinok. Vďaka tomu, že krúžok je jednozávitovým skratovaným sekundárnym vinutím „jednosmerného transformátoru“, môže byť indukovaný veľký prúd, ktorý tečie po obvode krúžku. Pre diely, ktoré majú vysokú remanenciu, môžeme použiť jednosmerný prúd s „rýchlym prerušením“, a diely sa potom skúšajú metódou zbytkovej magnetizácie. Keď je náhle zrútenie jednosmerného poľa spôsobené prudkým prerušením magnetizačného prúdu, cirkulárne pole generované výsledným prechodným prúdom opúšťa súčasť so silným zbytkovým poľom. Metóda indukovaného prúdu môže ťažiť z extrémne silného rýchleho prerušenia „stykačového rozpojovacieho“ obvodu.

Pár vecí nakoniec treba mať na pamäti.

Po prvé, rýchle prerušenie (quick break) sa objavuje len u zariadení na trojfázový, plne usmernený jednosmerný prúd.

Po druhé, zariadenia sú obvykle testované len po obvode cievky, pokiaľ sú káble pripojené k hlavám a navinuté v tvare cievky. Ďalej, rýchle prerušenie slúži predovšetkým k tomu, aby bolo umožnené zistiť priečne necelistvosti na koncoch súčasti, ktorá bola pozdĺžne zmagnetovaná. A nakoniec, rýchle prerušenie sa používa ako funkcia prípravku pre indukciu prúdu.

Naša firma vykonáva kalibráce zariadení, ktoré používajú systém rýchleho prerušenia (quick break).

Pre kalibráce sa používa meriaci prístroj Quick Break Detector. (viď foto)

Ďalej sa používa pre meranie digitálny osciloskop.