בדיקה באמצעות זרמי ערבולת

טכנולוגיית הבדיקה בעזרת זרמי ערבולת (Eddy Current) היא שיטת בדיקה לא הורסת שמשתמשת בשדה מגנטי כדי למצוא סדקים או שינויים במוליכות בחלק מתכתי.

יתרונות השיטה כוללים עלות תפעול נמוכה לאחר קניית הציוד, ניידות, דיוק ומהירות וקבלת תוצאות בזמן אמת.

הבדיקה משריתה בפריט המתכתי שדה מגנטי באמצעות סליל. השדה הראשי (המשרה) יוצר בחריגים במתכת זרמים מצומדים הנקראים זרמי ערבולת. השינויים באיזון בין השדה הראשי לשדה המשני (הנגרם מהזרמים) נמדדים ומוצגים על מערכת התצוגה. זרמי ערבולת הם זרמים חשמליים זורמים במעגלים סגורים, במישור המקביל לפני השטח.

מערכת הבדיקה כוללת שלושה חלקים עיקריים: מחולל זרם חילופין (יוצר זרם חשמלי שמשנה כיוון), סליל בדיקה (הגשיש), ומערכת תצוגה. רק חומרים מוליכי חשמל ניתנים לבדיקה בשיטה זו.

גורמים שמשפיעים על התוצאה הם מוליכות החומר, תכונותיו המגנטיות, רמת הצימוד בין הגשיש לפני השטח, צורת הפנים, וקיומם ועוביים של ציפויים.

מחולל הזרם יוצר זרם חילופין ששולח לשלב הבא. מאחר שהכיוון משתנה, זרמי הערבולת גם הם משנים כיוון בהתאם לתדירות הזרם.

הגשיש הוא סליל מוליך שמשריש את השדה ומקבל חיווי על השינויים בשדה. יש גשישים מסוככים (עם מגן) ולא מסוככים, ותצורת הגשיש משתנה לפי סוג הבדיקה ופני השטח.

הזרמים נעים במעגלים מעגליים וקבועים כל עוד פני השטח חלקים. שינוי בגאומטריה, כמו סדק או בליטה, מעוות את תנועתם וגורם לשינוי שנמדד. הזרמים נעים בצורה משפך: הם רחבים קרוב לסליל וצריכים מרחק מהסליל. רק כ-37% מעומק החדירה האמיתי של הזרמים אפקטיבי למדידה. העלאת תדירות הזרם מקטינה את עומק החדירה, והנמכתה מעלות אותו.

מערכת התצוגה מציגה את החיווי ומהווה כיום כלי לניתוח הנתונים. בעבר היו תצוגות אנלוגיות, גרפים מודפסים ומסכי CRT. עם הזמן פותחו נהלים לכיול ותצוגה סטנדרטיים.

כיוון ופילוג הזרמים תלוי בסוג הסליל.

סליל זה מקיף את הפריט. הזרמים נעים לפי כיוון הליפוף ותנועתם פנימה. מתאים לגילוי אי רציפויות אורכיות על פני השטח.

סליל זה מונח בתוך קדח פנימי. הזרמים נעים החוצה וניתן לאתר סדקים אורכיים גם מתחת לפני השטח.

סליל זה ממוקם בקצה מוט ומניחים אותו על פני השטח. הוא מאפשר איתור מדויק של אי רציפויות ישירות מתחת לגשיש. יש גם גשישים מסתובבים להחדרה לקדחים.

ליפט אוף (קו ההרמה) הוא השינוי בגרף כשהגשיש מנותק מהמשטח. מערכות מתקדמות מבחינות בין אות של אי רציפות לאות שנוצר מהרמת הגשיש לאוויר.

אפקט הקצה מתרחש כאשר הגשיש מתקרב לקצה החלק. המערכת עשויה לפרש את האוויר מעבר לקצה כאי רציפות. כדי למנוע אינדיקציות שווא, יש גשישים מסוככים שמרכזים את הזרמים מתחת לפני השטח החיצוניים.

רק כ-37% מעומק חדירת זרמי הערבולת שימושיים למדידה. עומק החדירה מושפע מתדירות הבדיקה, מהמוליכות החשמלית ומהפרמביליות (תכונה מגנטית) של החומר.

שיטת הבדיקה בעזרת זרמי ערבולת בודקת מתכות בלי להרוס אותן. היא משתמשת בשדה מגנטי כדי למצוא סדקים ולמדוד עובי.

יתרונות: אחרי שקונים את המכשיר, הבדיקה זולה. היא קלה לנשיאה, מדויקת ומהירה.

הגאדג'ט שולח שדה מגנטי במתכת. השדה יוצר בתוך המתכת זרמים שנקראים זרמי ערבולת. זרמי ערבולת הם זרמים שזורים במעגלים מתחת לפני השטח. כשיש סדק, הזרמים מתעוותים וזה נראה על המסך.

מערכת הבדיקה כוללת מחולל (שנותן זרם שמחליף כיוון), סליל בדיקה (הגשיש, חוט שמייצר את השדה) ומסך.

= סליל חיצוני = סליל שמקיף את הפריט. מוצא סדקים לאורך החלק החיצוני.

= סליל פנימי = סליל שמכניסים לתוך חור. מוצא סדקים בתוך החור.

= סליל שטח = סליל שמניחים על המשטח. מגלה בדיוק איפה הסדק נמצא. יש גם גשישים מסתובבים להכניס בקדחים.

ליפט אוף זה חתך בגרף כשמוציאים את הגשיש מהמשטח. המערכת יודעת להבדיל בין הרמה של הגשיש לבין סדק אמיתי.

אפקט קצה קורה כשמקרבים את הגשיש לקצה החלק. המכשיר עלול לחשוב שיש סדק. גשישים מסוככים עוזרים למנוע טעות כזו.

הזרמים לא חודרים עמוק בלי סוף. תדירות הזרם משפיעה: תדירות גבוהה פורצת פחות עמוק, ותדירות נמוכה חודרת יותר עמוק.