И импульсном магнитных полях

Особенности намагничивания в постоянном, переменном

Процесс намагничивания ферромагнетика – это из­менение намагниченности вещества под воздействием внешнего магнитного поля. Насыщение ферромагнетика наступает, если направление результирующего вектора намагниченности доменов приближается к направлению внешнего поля. В магнитном НК намагничивание ОК проводят постоянным, переменным и импульсным полями.

Для намагничивания постоянным полем в ОК создают посто­янное магнитное поле любым способом из рассмотренных в п. 3.2 напряженностью , достаточной для насыщения материала, рис. 44. Считается, что в поле на­пряженностью достигается насыщение, если уменьшение напряженности поля на 25% (до ) приводит к уменьшению остаточной индукции и коэрцитивной силы не более чем на 1%. Намагничивание осуще­ствляют постоянным магнитом и электромаг­нитом.

Достоинства намагничивания в постоянном поле – ста­бильность, отсутствие влияния вихревых токов. Однако следует учитывать необходимость выпрямительных устройств на большие токи. Так, для намагничива­ния до насыщения циркулярным способом внешней поверхности гайки М4 из стали 20 необ­ходима напряженность поля 32 А/см, что потребует ток 80 А. Поэтому в постоянном поле намагничивают только малогабаритные детали или отдельные уча­стки.

Рис. 44. Намагничивание детали до насыщения	Рис. 45. Намагничивание детали в переменных полях

Намагничивание в переменных полях удобно, т.к. трансформатором просто получить большие токи. Но здесь необходимо выключать ток в мо­мент достижения амплитудного значения, что технически не про­сто. При выключении тока в произвольный момент времени требуемого намагничивания получить не удается, рис. 45.

При выключении внешнего поля в точке 1 изменение магнитного состояния происходит по пре­дельной петле гистерезиса в направлении, достигая значения . При выключении в точке 2 размагничивание происходит по частному циклу до значения . При выключении поля в точке 3 материал полностью размагничен.

Импульсный метод сочетает достоинства на­магничивания постоянным и переменным полями, но он технически сложен. Чаще всего импульсное намагничивание осуществляется импульсом тока при разряде конденса­тора большой емкости. Длительность и амплитуда импульса на­пряженности намагничивающего поля выбирают та­к, чтобы при минимальных затратах обеспечить техническое насыщение материа­ла. Отсутствие магнитопровода обеспечивает импульсным установкам малую массу и высокую эконо­мичность.

Недостаток импульсного намагничивания: из-за вихревых токов, возникающих в ОК во время действия импульса, намагничивание различных областей ОК происходит не одинаково. Поверхностные слои намагничиваются до насыщений, тогда как внутренние области оказываются недомагниченными. Деталь не промагничивается полностью.

Намагничивание пульсирующим (выпрямленным) током является комбинацией намагничивания постоянным и импульсным полями. Это обеспечивает намагничивание всего объема ОК постоянной составляющей тока и перемагничивание только поверхност­ного слоя ОК переменной составляющей. При таком намагничивании возможен контроль деталей с отношением длины к диаметру менее 3…5, что расширяет номенклатуру объектов для метода остаточной индукции.

Все рассмотренные способы намагничивания реализуются в магнитных дефектоскопах разных типов. Продольное намагничи­вание головки рельса полем постоянных магнитов производится в магнитном рельсо­вом дефектоскопе МРД-66. Намагничиваю­щее устройство (рис. 48) содержит два магнита из сплава «магнико», расположенных над двумя рельсовыми нитями, и за­мыкающее ярмо из магнитомягкого материала. Между полюса­ми магнитов и головкой рельса остаются зазоры » 6,0... 6,5 мм, необходимые для прохода дефектоскопа по путям со стыковыми соединениями.

Рис. 48. Намагничивающее уст­ройство рельсового дефектоскопа	Рис. 50. Намагничивающее устройство вагона-дефектоскопа

Продольное намагничивание электромагнитом осу­ществляется в магнитном вагоне-дефектоскопе, предназначенном для скоростной дефектоскопии рельсов пути. Рельсы намагни­чиваются П-образными электро­магнитами постоянного тока (рис. 50). Зазор между полюса­ми и рельсом составляет 8... 10 мм при длине намагничивае­мого участка рельса 1100 мм. Рабочая часть потока созда­ется электромагнитом, другая часть, замыкаясь, образует потоки рассеяния по воздуху , по колесам и раме тележки (заполюсные по­токи). При малых намагничивающих токах потоки рассеяния и заполюсные потоки малы. С ростом намагничивающего тока относительная доля рабочего магнитного потока падает (при увеличении абсолютного значения). Эксперимен­тально подбирают намагничивающий ток, рост которого не приводит к повышению намагниченности рельса.

Характеристики отечественных намагничивающих уст­ройств приведены в табл. 3.1. Из зарубежных устройств отметим ручные электромагниты фирмы «Tiede» (ФРГ). Подвиж­ные полюсные наконечники, поворачиваемые на 90°, обеспечивают хороший магнитный контакт даже на изделиях сложной формы. Большая напряженность поля делает возможным контроль без предварительного удаления защитного покрытия, если оно не тол­ще 0,4 мм. Электромагниты могут быть оснащены электронными устройствами для плавной регулировки напряженности поля с це­лью правильного выбора режима контроля.

Ручной электромагнит, установленный на поверхности ОК, по­казан на рис. 52-а. Магнитный сердеч­ник 1 находится в ручке-держателе. На него намотаны катушки 2, создающие магнитный по­ток 3. В области дефекта 4 возникает поток рассеяния , регистрируемый магнитным порошком или суспензией. Электромаг­нит снабжен плавной регулировкой напряженности магнитного поля 5 и кнопкой 6 вклю­чения питания.

Рис. 52. Ручной электромагнит, установленный на поверхности ОК (а); полюсные наконечники для него (б)

Ручные электромагниты оснащают дополнительными полюсными наконечниками (рис. 52-6). Они бывают трех видов: скошенные под углом 45°; защитные, сбе­регающие полюсы электро­магнита; подвижные. На рис. 54 показано намагничивание в продоль­ном направлении участка диска с помощью наконечни­ков. На рис. 55 показана установка электромагнита при конт­роле опорных поверхностей коленчатого вала. Без подвижных полюсных наконечников намагничивание участка детали осуществить очень трудно.

Рис. 54. Продольное на­магничивание участка дис­ка с помощью полюсных наконечников

Рис. 55. Контроль коленчатого вала ручным электромагнитом

Дата добавления: 2014-01-11