Zbornik radova Koridor 10 - Kirilo Savić

3rd International Scientific and Professional Conference
CORRIDOR 10 - a sustainable way of integrations
N
I
H z (4)
2 2 3 / 2
2 ( r z
r
)
gde su : r -poluprečnik kalema, N - broj navoja, I -jačina propuštene naizmenične struje kroz kalem i f -
frekvencija struje. Prema izrazu (4) jačina magnetnog polje znatno opada sa rastojanjem z, i jako
zavisi od dimenzija kalema. Fluks ovako nastalog magnetnog polja sonde kroz neku zamišljenu
konturu od provodnog materijala je promenljiv u vremenu i dovodi do indukovanja struje u toj konturi.
Za komad metala možemo smatrati da se sastoji od velikog broja takvih provodnih kontura, pa se u
njemu javljaju vrtložne struje, čiji su tokovi predstavljeni crvenim krugovima na sl.1. Gustina ovih
struja, u slučaju kalema čija je osa normalna na površinu, je najveća ispod namotaja kalema, a opada
prema oblasti ispod centra kalema i izvan površine navoja. Takodje, vrtložne struje su najgušće na
površini i neposredno ispod površine provodnog materijala, pa je samo u tim oblastima moguća
njihova primena za ispitivanje materijala. Naime, gustina vrtložnih struja po dubini materijala zavisi od
frekvencije pobudne struje f, kao i od specifične otpornosti i permeabilnosti ispitivanog materijala.
Ako je frekvencija veća, dubina na kojoj se prostiru vrtložne struje je manja. Ova pojava je poznata
kao skin, ili površinski efekat. Standardna dubina prodiranja, tj. dubina na kojoj je gustina vrtložnih
struja opala na 1/e ili na 36,8% u odnosu na njihovu površinsku gustinu je data izrazom
f
(5)
i služi za određivanje optimalne frekvencije pri merenju.
Za detekciju defekata u materijalu pomoću vrtložnih struja je idealno da njihov tok pri ispitivanju bude
normalan na pravac prostiranja defekta, tj. da defekti presecaju (prekidaju) tok vrložnih struja i menjaju
oblik njihovih putanja. Na slici 3 a) prikazana su tri karakteristična položaja defekta. Ako je kraća
pukotina direktno ispod centra navoja sonde, ona ne remeti tok vrtložnih struja, a i ako je pukotina
približno paralelna toku vrtložnih struja, ona ih neznatno remeti, pa se ovi defekti praktično ne mogu
detektovati. U slučaju da je pukotina normalna na pravac prostiranja vrtložnih struja, ona znatno
remeti njihov tok i slabi ih i tada je osetljivost detekcije značajna. Kako površina navoja sonde
određuje i površinu na kojoj se javljaju vrtložne struje ispod nje, na osetljivost detekcije značajno utiče
i odnos dužine defekta i površine navoja sonde. Na slici 3 b) je prikazano da ako je defekt po
dimenzijama približan prečniku sonde, tada je osetljivost detekcije mnogo veća, nego u slučaju da je
znatno manja od njega.
Slika 3. Uticaj: a) orijentacije i položaja pukotine na osetljivost detekcije,
b) dužine defekta i dimenzija sonde na osetljivost detekcije
Belgrade, 2012 241