содержит w=4000 витков. Сечение магнитопровода следует принять постоянным по всей длине.
20 |
115 |
|
|
|
|
|
|
230
w/2
w/2
85
а)
B, T
H, A/M x103
б)
Рис. 4. Намагничивающая система
а – форма и размеры намагничивающей системы, б – петля гистерезиса магнитопровода намагничивающей системы
3. Краткие сведения из теории
Магнитный неразрушающий контроль применяют для объектов, хотя бы частично изготовленных из ферромагнитных материалов существенно изменяющих свои свойства под воздействием магнитного поля.
7
К основным задачам магнитного неразрушающего контроля относятся:
-контроль сплошности – дефектоскопия;
-измерение размеров – обычно толщинометрия;
-контроль физико - механических свойств – структуроскопия.
Контроль сплошности использует один из способов получения информации: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый, гальваномагнитный, индукционный. Способы получения информации основаны на регистрации (визуализации) полей рассеянья. Поля рассеянья возникают изза перераспределения магнитного потока в зоне расположения дефекта.
Для правильной реализации метода магнитной дефектоскопии необходимо выполнение трех условий: подготовка поверхности объекта контроля, выбор направления и способа намагничивания, выбор первичных преобразователей для регистрации полей рассеянья.
3.1. Методы и средства намагничивания деталей
Для намагничивания деталей применяют постоянный (двухполупериодный выпрямленный, трехфазный выпрямленный), переменный, однополупериодный выпрямленный и импульсный токи.
Дефекты оптимально обнаруживаются в случае, когда направление намагничивания контролируемой детали перпендикулярно направлению дефекта. Поэтому простые детали намагничивают в двух направлениях, а детали сложной формы - в нескольких направлениях.
Для создания оптимальных условий контроля применяют три способа намагничивания; циркулярное, продольное (или полюсное) и комбинированное.
Циркулярное намагничивание осуществляется при пропускании тока по контролируемой детали или через проводник (стержень), помещенный в отверстие детали. Наиболее эффективно циркулярное намагничивание деталей, имеющих форму тел вращения. При пропускании тока по деталям сложной формы выступы и другие неровности могут быть не намагничены до требуемой степени. В этих местах необходимо измерять напряженность намагничивающего поля и специально следить, чтобы она достигала требуемой для контроля величины.
При циркулярном намагничивании направление магнитного потока перпендикулярно направлению тока, поэтому оптимально обнаруживаются дефекты, направление которых совпадает с направлением тока.
Одной из разновидностей циркулярного, намагничивания является намагничивание путем индуцирования тока в контролируемой детали. Устройства для такого намагничивания, представляют собой трансформатор, вторичной обмоткой которого (или частью сердечника) служит контролируемая деталь.
8
Продольное (полюсное) намагничивание осуществляется с помощью электромагнитов, постоянных магнитов или соленоидов. При этом обычно деталь намагничивается вдоль своего наибольшего размера. На ее краях образуются полюсы, создающие поле обратного направления.
Разновидностью полюсного намагничивания является поперечное намагничивание, когда деталь намагничивается в направлении меньшего размера.
Комбинированное намагничивание осуществляется при одновременном намагничивании детали двумя или несколькими изменяющимися магнитными полями. При этом можно применять любое сочетание видов тока. При комбинированном намагничивании необходимо, чтобы суммарный вектор намагниченности поворачивался относительно оси детали хотя бы на 90°. Это достигается в результате применения совместно продольного и циркулярного намагничиваний и использования для них токов одного вида, отличающихся по фазе (или времени включения, например, импульсных токов), или токов разного вида с соответствующими моментами включения или изменения их величины и направления.
Вид намагничивания определяется по форме магнитного потока (Таб. 1). В таблице показаны основные способы намагничивания, виды и сочетания токов и приложенных полей, применяемые при неразрушающем контроле магнитными методами.
Таб. 1. Основные способы и схемы намагничивания деталей при магнитных |
|||||
|
|
методах неразрушающего контроля |
|
||
Вид намаг- |
Способ намагничивания |
Схема намагничивания |
|||
ничивания |
|||||
|
|
|
|||
|
|
Постоянный магнит |
N |
S |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Ф |
|
|
Продольное |
(полюсное) |
Электромагнит |
|
|
|
|
Ф |
|
|||
|
|
Соленоидом с током |
|
Ф |
|
|
|
|
|
||
- |
|
|
|
Ф |
|
Циркуляр |
|
|
I |
||
ное |
|
|
|||
Пропускание тока по детали |
|
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
9 |
|
Вид намаг- |
Способ намагничивания |
Схема намагничивания |
||
ничивания |
||||
|
|
|
||
|
|
|
Ф |
|
|
Провод с током, помещается в |
I |
|
|
|
отверстие детали |
|
|
|
|
Ток проходит через контакты, |
I |
Ф |
|
|
|
|
||
|
установленные на деталь |
|
I |
|
|
Индуктируется ток в детали |
|
I |
|
|
|
Ф |
||
|
|
|
||
|
|
I2 |
Ф2 |
|
|
|
|
||
|
Пропускается ток по детали |
|
Ф1 |
|
|
одновременно с приложенным |
|
|
|
|
полем электромагнита |
|
|
|
|
|
|
I1 |
|
Комбинированное |
|
I2 |
Ф1 |
|
Пропускается два (или более) |
|
|||
|
|
|||
сдвинутых по фазе тока по де- |
|
|
||
тали во взаимно перпендику- |
I1 |
Ф2 |
||
лярных направлениях |
||||
|
||||
|
|
|||
|
I2 |
|
||
|
|
|
||
|
Индуктируется ток в детали |
|
|
|
|
совместно с током, проходящим |
|
|
|
|
по проводнику, помещенному в |
|
|
|
|
отверстие детали |
|
|
|
Для успешного применения магнитных методов контроля необходимо соблюдать режимы намагничивания деталей. Это возможно, если требуемая напряженность магнитного поля рассчитана по величине тока в намагничивающей катушке WI или измерена. Также напряженность магнитного поля можно рассчитать по величине тока протекающего по детали ,
где r - радиус детали (циркулярное намагничивание).
10