Conductividad eléctrica

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Conductividad eléctrica Todos los materiales tienen una característica resistencia al flujo de electricidad. Aquellos con la mayor resistencia se clasifican como aislantes, los que tengan una resistividad intermedia se clasifican como semiconductores, y los que tienen una baja resistividad se clasifican como conductores. Los conductores, que incluyen la mayoría de los metales, son de mayor interés en la inspección actual de eddy. La conductividad relativa de los metales y aleaciones comunes varía sobre una amplia gama. Capacidad para la conducción de corriente se puede medir en términos de conductividad o resistividad. En inspección corriente de Foucault, se hace uso frecuente de medición basado en la norma internacional de recocido cobre. En este sistema, la conductividad del cobre recocido, sin alear es arbitrariamente clasificada al 100%, y la conductividad de otros metales y aleaciones se expresa como un porcentaje de esta norma. Por lo tanto, la conductividad del aluminio sin alear es clasificada 61% IACS, o el 61% de cobre no aleado. La resistividad y calificaciones de conductividad IACS de varios metales y aleaciones comunes se dan en la tabla 1. Muchos factores influyen en la conductividad de un metal, en particular, temperatura, composición, tratamiento térmico y microestructura resultante, tamaño de grano, dureza y tensiones residuales. Por el contrario, las corrientes de Foucault se pueden utilizar para controlar la composición y diferentes características metalúrgicas, proporcionadas su influencia en la conductividad es suficiente para proporcionar el contraste necesario. Por ejemplo, es posible monitorizar el tratamiento térmico de aleaciones de aluminio endurecibles edad debido al marcado efecto de dureza conductividad (Fig. 7). Permeabilidad magnética

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Conductividad elctricaTodos los materiales tienen una caracterstica resistencia al flujo de electricidad. Aquellos con la mayor resistencia se clasifican como aislantes, los que tengan una resistividad intermedia se clasifican como semiconductores, y los que tienen una baja resistividad se clasifican como conductores. Los conductores, que incluyen la mayora de los metales, son de mayor inters en la inspeccin actual de eddy. La conductividad relativa de los metales y aleaciones comunes vara sobre una amplia gama.Capacidad para la conduccin de corriente se puede medir en trminos de conductividad o resistividad. En inspeccin corriente de Foucault, se hace uso frecuente de medicin basado en la norma internacional de recocido cobre. En este sistema, la conductividad del cobre recocido, sin alear es arbitrariamente clasificada al 100%, y la conductividad de otros metales y aleaciones se expresa como un porcentaje de esta norma. Por lo tanto, la conductividad del aluminio sin alear es clasificada 61% IACS, o el 61% de cobre no aleado. La resistividad y calificaciones de conductividad IACS de varios metales y aleaciones comunes se dan en la tabla 1.

Muchos factores influyen en la conductividad de un metal, en particular, temperatura, composicin, tratamiento trmico y microestructura resultante, tamao de grano, dureza y tensiones residuales. Por el contrario, las corrientes de Foucault se pueden utilizar para controlar la composicin y diferentes caractersticas metalrgicas, proporcionadas su influencia en la conductividad es suficiente para proporcionar el contraste necesario. Por ejemplo, es posible monitorizar el tratamiento trmico de aleaciones de aluminio endurecibles edad debido al marcado efecto de dureza conductividad (Fig. 7).

Permeabilidad magnticaAleaciones, incluyendo hierro, nquel, cobalto y algunas de sus aleaciones y metales ferromagnticos actan para concentrar el flujo de un campo magntico. Son fuertemente atrados por un imn o un electroimn, tienen susceptibilidad extremadamente alta y variable y tienen permeabilidades muy elevadas y variables.Permeabilidad magntica no es necesariamente constante para un material dado pero depende de la fuerza del campo magntico que acta sobre l. Por ejemplo, consideremos una muestra de acero que ha sido completamente desmagnetizada y coloca entonces en una bobina del solenoide. Como se aumenta la corriente en la bobina, el campo magntico asociado con la corriente aumentar. El flujo magntico en el acero, sin embargo, aumenta rpidamente al principio y luego nivele que una adems gran aumento en la fuerza del campo magntico producir slo un pequeo aumento en el flujo en el acero. La muestra de acero entonces habr alcanzado una condicin conocida como saturacin magntica. La curva que muestra a la relacin entre la intensidad del campo magntico y flujo magntico en el acero se conoce como una curva de magnetizacin. Las curvas de magnetizacin para comercialmente puro recocido del hierro y el nquel se muestran en la figura 8. La permeabilidad magntica de un material es la relacin entre la fuerza del campo magntico y la cantidad de flujo magntico dentro del material. Como se muestra en la figura 8, en saturacin (donde no hay ningn cambio apreciable en flujo inducido en el material para un cambio en la intensidad de campo) la permeabilidad es casi constante de pequeos cambios en la intensidad de campo.

Porque las corrientes de Foucault inducidas por un campo magntico variable, la permeabilidad magntica del material siendo examinado fuertemente influye en la respuesta de corriente de Foucault. En consecuencia, las tcnicas y condiciones utilizadas para la inspeccin de materiales magnticos difieren de los utilizados para la inspeccin de materiales no magnticos. Sin embargo, los mismos factores que pueden influir en la conductividad elctrica (tales como composicin, dureza, tensiones residuales y defectos) tambin pueden influir la permeabilidad magntica. Por lo tanto, inspeccin corriente de Foucault se puede aplicar a materiales magnticos y no magnticos. Aunque los conductores magnticos tambin tienen una conductividad elctrica que puede variar con los cambios en las condiciones materiales, cambios de permeabilidad generalmente tienen un efecto mucho mayor sobre la respuesta de corriente eddy en frecuencias ms bajas prueba que las variaciones de la conductividad.El hecho de que la permeabilidad magntica es constante cuando un material ferromagntico se satura puede utilizarse para permitir la inspeccin actual remolino de materiales magnticos con influencia grandemente reducido de las variaciones de permeabilidad. La pieza a inspeccionar se coloca en una bobina en la que hay flujo de corriente directa. La magnitud de la corriente utilizada es suficiente para causar la saturacin magntica de la parte. La bobina (cerco) de inspeccin se encuentra dentro de la bobina de saturacin y cerca de la parte de la inspeccin. Esta tcnica se utiliza generalmente al inspeccionar materiales magnticos para discontinuidades debido a pequeas variaciones en la permeabilidad no son de inters y pueden provocar rechazo de material aceptable.

Factor de despegueCuando se energiza una bobina de inspeccin sonda conectada a un instrumento de inspeccin adecuado, en el aire, dar alguna indicacin, incluso si no hay ningn material conductivo en las proximidades de la bobina. La indicacin inicial comenzar a cambiar como la bobina se mueve ms cercano a un conductor. Porque el campo de la bobina es ms fuerte cerca de la bobina, el cambio indicado en el instrumento continuar aumentando a un ritmo ms rpido hasta que la bobina es directamente sobre el conductor. Estos cambios en la indicacin de cambios en el espacio entre la bobina y el conductor o parte de la inspeccin, se llaman despegue. El efecto de despegue es tan pronunciado que pequeas variaciones en el espaciado pueden enmascarar muchas indicaciones resultantes de la condicin o condiciones de inters primario. En consecuencia, es necesario mantener una relacin constante entre el tamao y la forma de la bobina y el tamao y forma parte de la inspeccin. El efecto de despegue tambin representa la extrema dificultad de llevar a cabo una inspeccin que requiere la exploracin de una parte tener una forma compleja.El cambio de la impedancia de la bobina con despegue puede derivar el diagrama plano de impedancia que se muestra en la figura 9. Cuando la bobina est suspendida en el aire lejos del conductor, la impedancia es en un punto en el extremo superior de la curva en el extremo izquierdo en Figura 9. Como el conductor acerca a la bobina, la impedancia se mueve en la direccin indicada por las lneas discontinuas hasta que la bobina est en contacto con el conductor. Cuando ocurre el contacto, la impedancia est en un punto correspondiente a la impedancia de la parte de la inspeccin, que en este caso representa su conductividad. El hecho de que las curvas de despegue acercan a la curva de conductividad en un ngulo se puede utilizar en algunos instrumentos para separar seales de despegue de las resultantes de las variaciones en la conductividad o algn otro parmetro de inters.

Aunque problemtico en muchas aplicaciones, Lift-Off tambin puede ser til. Por ejemplo, con el efecto de despegue, eddy actual instrumentos son excelentes para la medicin del espesor de recubrimientos no conductores, como pintura y revestimientos anodizados, metales.

Llene el FactorEn una bobina de cerco, una condicin comparable al despegue se conoce como factor de llenado. Es una medida de qu tan bien la parte de la inspeccin llena la bobina. Como con despegue, cambios en factor de llenado resultante de factores tales como variaciones en el dimetro exterior deben ser controladas ya que pequeos cambios pueden dar grandes indicaciones. Las curvas de despegue se muestra en la figura 9 son muy similares a los cambios en el factor de llenado. Para un despegue dado o factor de llenado, la curva de conductividad cambiar a una nueva posicin, como se indica en la figura 9. Factor de llenado a veces puede utilizarse como un mtodo rpido para comprobar las variaciones en las mediciones del dimetro exterior en barras y bares.Para una bobina interna o tipo de la bobina, el factor de llenado mide cun bien la bobina de inspeccin llena el interior de la tubera de la inspeccin. Variaciones en el interior dimetro de la parte debe ser controlada debido a pequeos cambios en el dimetro puede dar indicaciones grandes.Efecto de bordeCuando una bobina de inspeccin acerca el extremo o borde de una parte de la inspeccin, las corrientes de Foucault se distorsionan porque no son capaces de fluir ms all del borde de una pieza. La distorsin de las corrientes de Foucault se traduce en una indicacin conocida como efecto de borde. Debido a la magnitud del efecto es muy grande, limita la inspeccin cerca de los bordes. A diferencia de despegue, poco se puede hacer para eliminar el efecto de borde. Una reduccin en el tamao de la bobina disminuir el efecto de algo, pero hay lmites prcticos que determinan los tamaos de bobinas para aplicaciones. En general, no es recomendable inspeccionar cualquiera menos de 3,2 mm (pulg.) del borde de una parte, dependiendo de variables como el tamao de la bobina y frecuencia de prueba.

Efecto de pielAdems de la relacin geomtrica que existe entre la bobina de inspeccin y la parte de la inspeccin, el grosor y forma parte de s mismo afectar la respuesta actual de eddy. Las corrientes de Foucault no se distribuyen uniformemente a lo largo de una parte de la inspeccin; ms bien, son ms densas en la superficie inmediatamente debajo de la bobina y se convierte progresivamente menos densas con la aumento de la distancia debajo de la superficie--un fenmeno conocido como efecto piel. En una cierta distancia debajo de la superficie de una parte gruesa no ser esencialmente corrientes.La figura 10 muestra cmo vara la corriente de Foucault como una funcin de la profundidad debajo de la superficie. La profundidad a la que la densidad de la corriente de Foucault se reduce a un nivel aproximadamente el 37% de la densidad en la superficie se define como la profundidad de penetracin estndar. Esta profundidad depende de la conductividad elctrica y la permeabilidad magntica del material y de la frecuencia de la magnetizacin actual. Profundidad de penetracin disminuye con aumentos en la frecuencia de conductividad, permeabilidad o inspeccin. La profundidad estndar de penetracin se puede calcular de:

donde S es la profundidad estndar de penetracin (en pulgadas), es la resistividad (ohm-cm), es la permeabilidad magntica (1 para materiales no magnticos), y f es la frecuencia de inspeccin (en hertz). Resistencia, debe ser observado, es el recproco de la conductividad. La profundidad estndar de penetracin, en funcin de la frecuencia de inspeccin, se muestra para varios metales en diferentes conductividades elctricas en Fig. 11.