Магнітні методи контролю технічного стану металоконструкцій БДМ

Невинний М.О., спеціаліст

Науковий керівник – доцент, к.т.н Пімонов Г.Г.

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Магнітні методи контролю засновані на реєстрації магнітних полів розсіяння, що виникають над дефектами, або на визначенні магнітних властивостей контрольованих виробів. Магнітні методи контролю класифікують по способах реєстрації магнітних полів розсіяння або визначення магнітних властивостей контрольованих виробів.

Для виявлення дефектів типа порушень сплошності металу у феромагнітних виробах застосовують всі магнітні методи.

Магнітопорошковий метод є одним з найпоширеніших методів виявлення дефектів типа порушення сплошності металу. Метод має наступні переваги: високу чутливість; простоту контролю і можливість перевірки різних формою і розмірам деталей на одному і тому ж дефектоскопі; можливість контролю деталей, що знаходяться в конструкції; порівняно високу продуктивність контролю.

Метод, заснований на ефекті Холу, використовують для виявлення дефектів і в приладах виміру товщини, контролю структури і механічних властивостей.

Індукційний метод знайшов вживання для виявлення дефектів в залізничних рейках, укладених в дорогу.

Пондеромоторний метод, заснований на пондеромоторній взаємодії вимірюваного магнітного поля і магнітного поля струму в рамці приладу або магніта, знайшов вживання в дефектоскопах контролю металевих конструкцій, коерцитиметрах.

Намагнічення феромагнітних матеріалів при магнітному контролі. Для намагнічення виробів при магнітному контролі використовується магнітне поле, що виникає в просторі довкола провідника із струмом, між полюсами

постійного магніта або електромагніту або соленоїда в обмотках яких протікає електричний струм.

У магнітній дефектоскопії використовують наступні магнітні величини: магнітну індукцію В, магнітний потік Ф, напруженість магнітного поля Н, магнітну проникність µ, намагніченість J.

Магнітні властивості матеріалу контрольованих деталей характеризуються петлею гістерезису (рис.1). Значення індукції на петлі гістерезису при Н = 0 називається залишковою індукцією В _г, тобто магнітною індукцією, що залишилася в зразку після зняття поля.

Величина Н_с, відповідна В = 0, називається коерцитівною силою.

Індукція, відповідна найбільшій намагніченості в зразку, називається індукцією насичення В_m.

Рисунок 1 – Петля гістерезісу магнітних властивостів металоконструкції, що контролюється

Якщо перемагнічувати деталь магнітним полем, напруженість якого на кожному циклі змінюється від - Н до + Н і зменшується від циклу до циклу, то вийде серія кривих перемагнічування — симетричних петель гістерезису. Геометричне місце вершин симетричних петель гістерезису називають основній кривій намагнічення.

Зміна індукції в заздалегідь розмагніченому зразку при зростанні поля від нуля до деякого найбільшого значення виражається кривий, званою кривою первинного намагнічення, яка проходіт декілька вище за основну криву намагнічення.

Контрольована феромагнітна деталь складається з дуже малих мимоволі намагнічених областей, так званих доменів. У розмагніченій деталі магнітні поля доменів направлені самим різним чином і компенсують один одного. Сумарне магнітне поле доменів в цьому випадку дорівнює нулю.

Якщо контрольовану деталь поміщають в поле, що намагнічує, то під його впливом поля окремих доменів встановлюються по напряму зовнішнього поля, утворюється результуюче магнітне поле доменів, і деталь намагнічується. Величину, що характеризує здатність матеріалу намагнічуватися, називають магнітною проникністю. У магнітній дефектоскопії використовують різні види магнітної проникності (рис. 2).

Нормальна проникність – відношення В / Н. Диференціальна проникність – відношення . Початкова проникність – межа нормальної проникності при В і Н, які прагнуть до нуля.

Проникність на приватному циклі µ_ч.ц – відношення амплітуди індукції Δ В до амплітуди напруженості змінного поля Н, що викликає індукцію В, при одночасній дії на зразок постійного («що зміщує») магнітного поля напруженістю Н _см, тобто μ _ч.ц = ∆ В / ∆ Н при Н _см = 0. Межа, до якої прагне μ _ч.ц, коли амплітуда Н прагне до нуля, називається оборотною проникністю.

У розмагніченому матеріалі при Н _см = 0 оборотна і початкова проникність збігається.

Схема устрою точечного коерцитиметра з приставним перетворювачем наведена на рис. 2.

Рисунок 2 – Основна крива намагнічування сталі

Устрій складається з точечного полюсу 1, деталі, стан якої визначається 2, корпусу 3, пружини 4, постійного магніту 5, вимірювального датчика 6.

а – точечний коерцитиметр; б – перетворювач коерцитиметру з приставним електромагнітом

Рисунок 3 – Схема устрою точечного коерцитиметра

Дата добавления: 2015-07-16