Hvad er Hvirvelstrømsprøvning?
Hvirvelstrømsprøvning (Eddy-current testing) er en elektromagnetisk undersøgelsesmetode, der kan anvendes på alle elektrisk ledende materialer. Somme tider betegnet som 'Induktiv prøvning'.
Metoden anvendes til:
- Revnedetektion
- Korrosions- og godstykkelsesmåling
- Materialesortering
- Påvisning af varmepåvirkede zoner
- Måling af coating eller belægning
- Måling af elektrisk ledningsevne
- Metaldetektering
Fordele
Fordelene ved hvirvelstrømsprøvning sammenlignet med andre metoder til f.eks. revnedetektion er bl.a. følgende:
-
Hurtig at anvende, da der ikke kræves for- eller efterbehandling af undersøgelsesobjektet.
-
Kræver ikke direkte kontakt mellem testspole og undersøgelsesobjekt, hvilket bl.a. betyder, at metoden kan anvendes oven på malede overflader. Endvidere er det muligt at anvende metoden under vand.
-
Billig at anvende, da der ikke forbruges materialer.
-
Ved kontrol af større serier kan metoden automatiseres.
Hvirvelstrømsprøvning
Oprindeligt bestod udstyret i princippet af følgende tre bestandele: En generator, en testspole og et registreringsudstyr, f.eks. et amperemeter eller oscilloskop.
I generatoren frembringes en vekselstrøm, der sendes gennem testspolen. Når denne strøm løber gennem testspolen, opstår der et magnetfelt omkring spolen, det primære felt. Dette magnetfelt inducerer hvirvelstrømme i prøvestykket, når testspolen holdes over dette. Hvirvelstrømmene i prøvestykket vil samtidig inducere et magnetfelt, det sekundære felt, modsatrettet det primære felt. Størrelsen af det sekundære felt i forhold til det primære er bl.a. afhængig af prøvestykkets elektriske og magnetiske egenskaber.
Hvis der er sluttet et amperemeter til testspolen, vil amperemetret vise et standardudslag, som er udtryk for prøvestykkets tilstand. Hvis amperemetret nulstilles, vil det forblive på nul, når testspolen bevæges henover prøvestykket, forudsat at hvirvelstrømmene kan løbe uændret i prøvestykket.
Hvis strømmene ændrer værdi, vil størrelsen af det sekundære felt også ændres. Dette vil igen ændre størrelsen af det primære felt i testspolen, og derved ændre strømmen gennem denne, hvilket vil give udslag på amperemetret.
Hvirvelstrømmenes værdi påvirkes bl.a. af ændringen i prøvestykkets elektriske og magnetiske egenskaber, revner eller indeslutninger i prøvestykket og afstanden fra testspolen til prøvestykket. Det er disse forhold, der udnyttes ved hvirvelstrømsprøvning.
Hvirvelstrømsprøvning af svejsesøm
Hvirvelstrømsprøvning med WeldCheck fra Ether NDE
Hvirvelstrøm historisk set:
I perioden 1775-1900 opdagede og formulerede videnskabsmænd som Coulomb, Ampere, Faraday, Ørsted, Arago, Maxwell og Kelvin det meste af den viden, vi har i dag omkring magnetisme og elektromagnetisme. Det er denne viden der danner grundlag for principperne i den elektromagnetiske ikke-destruktive prøvning, som anvendes i dag.
I 1824 opdagede Arago, at svingninger af et magnetiseret pendul blev kraftigt dæmpet, når det kom i nærheden af et umagnetisk, elektrisk ledende materiale. I 1820 opdagede Ørsted det magnetiske felt, der opstår omkring en leder, gennem hvilken løber en strøm. Samme år opdagede Ampere, at to lige store strømme, der løber modsat hinanden i to tætliggende ledere, ophæver det magnetiske felt omkring lederne. Faraday opdagede principperne om elektromagnetisk induktion i 1831. Maxwell samlede disse og andre opdagelser i et to-binds værk, der blev udgivet i 1873. Maxwell's ligninger for magnetisme og elektromagnetisme anvendes stadig som grundlag for forskning inden for disse områder.
Der skulle gå en del år inden denne viden blev anvendt i forbindelse med ikke-destruktiv prøvning (NDT). I 1930'erne og 40'erne blev der gjort store fremskridt inden for dette felt. En af drivkræfterne bag dette var tyskeren Dr. Förster. Han foretog i denne periode mange banebrydende forsøg og formulerede teorierne for Hvirvelstrømsprøvning, endvidere konstruerede han helt nye typer udstyr for denne prøvning.
Siden Dr. Förster konstruerede sine første udstyr er udviklingen inden for hvirvelstrømsprøvning gået stærkt. Specielt har udviklingen i perioden 1975-85 været kolossal, det gælder såvel inden for udstyr som anvendelsen af metoden. Midt i 1980'erne begyndte den første generation af mikroprocessorbaseret udstyr at komme på markedet. I disse udstyr er det muligt at lagre data, f.eks. undersøgelsesdata, referencefejl, indikationer m.v.