ЧАСТЬ II. МАГНИТНЫЙ КОНТРОЛЬ

Магнитная дефектоскопия

Граничные условия

При намагничивании реальных изделий приходится иметь дело с двумя средами - металл (чаще всего - ферромагнитный) и окружающая среда (чаще всего - воздух). Согласно (1.60) при переходе из среды 1 в среду 2 (рис. 2.1) выполняется

и , (2.1)

где значки n и t означают нормальную и тангенциальную (касательную) составляющие. Кроме того

, (2.2)

. (2.3)

Рис. 2.1. Поле и индукция на границе раздела двух сред ( )

Рис. 2.2. Преломление линии индукции ( )

Для дальнейшего рассмотрения полезно ввести понятие линии магнитной индукции, под которой будем понимать линию, касательная к которой в каждой точке совпадает с вектором . Из (2.1) и (2.2) легко показать, что при переходе из одной среды в другую линии индукции (обозначения на рис. 2.2) будут преломляться по закону:

. (2.4)

Поскольку , то из железа в воздух линии индукции будут выходить почти перпендикулярно. Число линий индукции через нормальную к ним площадку определяет поток индукции через этуплощадку: . Полный поток индукции через произвольную поверхность , где - проекция вектора магнитной индукции на нормаль к поверхности. Если поверхность замкнута, то (число входящих и выходящих линий одинаково).

Рассеяние магнитного потока дефектом сплошности

В однородном поле однородно намагнитить ферромагнетики конечных размеров можно только, если они имеют форму эллипсоидов врашения. Однородно можно также намагнитить тороид (кольцо) с близким к единице отношением внутреннего и внешнего радиусов, если равномерно намотать на него намагничивающую обмотку (образцы такой формы используются для измерения свойств вещества).

Если намагничиваемое кольцо не полностью охватывается катушкой, то линии индукции проходят не только по кольцу, но и во внешнем пространстве, то есть в верхней части кольца намагниченность будет меньше (рис. 2.3а).

Воздушная щель в железном кольце (рис. 2.3б) вследствие повышенного магнитного сопротивления вызывает появление поля рассеяния, которое с увеличением ширины щели увеличивается.

А б

Рис. 2.3. Рассеяние магнитного потока

Аналогичное поле рассеяния вызывают и несквозная трещина и внутренний дефект длиной (рис. 2.4). Ясно, что поток рассеяния над поверхностью изделия зависит от потока .

Рис. 2.4. Обтекание дефекта магнитным потоком

Таким образом, чтобы получить наибольший поток рассеяния над дефектом (а он определяет выявляемость дефекта), необходимо изделие намагничивать так, чтобы линии магнитной индукции (силовые линии) пересекали как можно большую площадь дефекта.

Рассеяние магнитного потока, возникающее при наличии дефектов сплошности (полости, трещины, расслоения и т.д.) и выходящее за границы ферромагнетика, является физической основой магнитной дефектоскопии. В иностранной литературе магнитную дефектоскопию часто называют MFL-методом (от Magnetic Flux Leakage). Классификация методов магнитной дефектоскопии определяется способами регистрации магнитных полей (потоков) рассеяния (магнитопорошковый, феррозондовый и т.д.).

Намагничивание изделий

В зависимости от того, как ориентированы ожидаемые дефекты, применяют различные способы намагничивания.

Таблица 2.1

Полюсное намагничивание

Номер	Название системы	Схема	Примечание
П1	Постоянный магнит		Контроль осуществля-ется между полюсами
П2	Электромагнит		Контроль осуществля-ется между полюсами
П3	Соленоид		-

Полюсное намагничивание (табл. 2.1).Может быть осуществлено

П-образным постоянным магнитом (П1), или электромагнитом (П2), или соленоидом (П3). Во всех случаях после снятия намагничивающего поля на изделии остаются полюса.

Циркулярное намагничивание (табл. 2.2).Получило своё название от формы линий магнитной индукции, имеющей вид колец вокруг направления тока (Ц1-Ц3). При пропускании тока по контролируемому изделию цилиндрического сечения полюса не образуются. Применяется для выявления продольных дефектов (или дефектов вдоль направления тока). В случае Ц3 применяют медные контакты или с медной оплеткой. Контакты

Таблица 2.2

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: