Размагничивание объектов контроля

Размагничивание ОК после контроля проводят из-за трудностей последующей обработ­ки и эксплуатации намагниченных деталей.

Возможны два способа размагничивания деталей:

1.– нагрев до температуры точки Кюри, где самопроиз­вольная намагниченность ферромагнетиков исчезает и они стано­вятся парамагнетиками. Способ не нашел применения, т.к. при нагреве изменяются ме­ханические свойства детали, что недопустимо;

2.– воздействие на ОК пе­ременного магнитного поля с убывающей до нуля амплитудой. Для размагничивания ОК помещают в соленоид или электромагнит, затем переключением постоянного поля с уменьшением его напряженности или уменьшением амплитуды переменного поля доводят его до размагниченного со­стояния.

Существенным является выбор частоты переменного по­ля или частоты коммутации постоянного поля, что связано с влия­нием вихревых токов, которое тем сильнее, чем больше габариты и магнитная проницаемость детали. Для деталей с толщиной стенок 2... 3 мм из материала с = 10... 15 А/см используют ток частоты 50 Гц. Для деталей с толщиной стенок до 30 мм частота должна быть порядка единиц герц. С увеличением из-за падения магнитной проницаемости вихревые токи уменьшаются и допустимая тол­щина деталей составляет 10...15 мм на частоте 50 Гц и 50...60 мм на частоте 1 Гц.

Амплитуда напряженности размагничивающего поля выбирается равной или больше амплитуды намагничиваю­щего поля. Число периодов размагничивания обычно 40 – 50, т.е. уменьшение амплитуды должно быть достаточно плавным.

Для размагничивания используют демагнетизаторы – соленоиды, питаемые переменным током. Их параметры приведены в табл. 3.3. Для размагничивания ОК исполь­зуются намагничивающие устройства, где раз­магничивание производится в течение (20 ± 5) с уменьшением тока или удалением детали из центральной части соленоида на расстояние, где напряженность поля можно считать равной нулю.

4. МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ ДЕФЕКТОВ

Магнитные поля дефектов исследуют теоретическими метода­ми, аналогичными используемым в электростатике. Дефект, пред­ставляющий протяженную трещину или шаровое включение, заме­няют моделями в виде бесконечно протяженной нити, совокупно­сти отрезков или шаровой полости. Этим моделям приписывается магнитный заряд, затем рассчитывают напряженность поля, соз­даваемого этим зарядом.

Недостатком этих и ряда других моделей дефекта является расчет магнитного поля внутри ферромагнетика, окружающего де­фект. Тогда как в магнитной дефектоскопии необходи­мо знать топографию поля вблизи поверхности вне ОК. Только некоторые модели позволяют получить ее, см. модель на рис. 57 для бесконечно протяженного ци­линдрического дефекта в полупространстве.

Основной результат этих исследований – функции распределе­ния тангенциальной и нормальной составляющих напряженности по поверхности ОК в области дефекта. На рис. 58 показаны зависимости составляющих и напряженности магнит­ного поля от координаты , ортого­нальной плоскости трещины.

Рис. 56. Модель дефекта в виде шаровой по­лости

Рис. 57. Модель дефек­та в виде цилиндра в полупространстве

Тан­генциальная составляющая не ­меняет знака при переходе через дефект, име­ет один максимум для узких дефектов и два для широких. Магнитный контроль используют для обнаружения узких де­фектов, поэтому можно считать, что максимум всегда расположен над дефектом.

Рис. 58. Тангенциальная (а) и нормальная (б) составляю­щие напряженности поля над трещиной

Нормальная составляющая при переходе через дефект изменя­ет знак. При увеличении глубины дефекта от до характер за­висимости не меняется, но макси­мальное значение возрастает. Следовательно, измерение глуби­ны дефекта магнитным методом можно осуществить по величине . При изменении ширины дефекта происходит не только увеличение , но и смещение экстремума. Информация о ширине трещины содержится как в значении, так и в положении максиму­ма .

При перемещении первичного преобразователя в направлении, перпендикулярном направлению трещины, составляющая напряженности магнитного поля изменяет знак, проходя че­рез нулевое значение. В точке прохож­дения через нуль нормальной составляющей тангенциальная составляющая имеем максимум.

Указанные способы определения размеров дефектов можно технически реализовать, но их применение ослож­нено мешающим фактором – изменчивостью магнитных свойств от образца к образцу. По этой причине предпоч­тительнее контроль по топографии магнитного поля. Однако и здесь существуют свои сложности – локальные неоднородности, отличать которые от дефектов крайне трудно. Локальные неодно­родности появляются в результате механических ударов, тер­мических воздействий, поднесения магнита к детали. Если только провести намагниченной отверткой по поверхности детали, то поя­вится магнитный след, который вызовет ложный сигнал. Неоднородности магнитных свойств, вызванные механическими напряжениями (в результате ударов, перегревов), устраняют отжигом, если позволяют условия производства или эксплуатации ОК.

Приближенно рас­считать сигналы удается только для моделей, для реальных дефектов это пока не удается. По этой причине магнитный НК в настоящее время базируется на использовании конт­рольных образцов из тех же марок материалов, что и ОК. Слож­ность их изготовления и аттестации затрудняет метроло­гию этого вида контроля.

5. Магнитные дефектоскопы и их применение

Дата добавления: 2014-01-11