АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Лекция 6. Магнитная дефектоскопия

Читайте также:
  1. В.Рентгеноструктурный анализ и рентгеновская дефектоскопия.
  2. Вводная лекция.
  3. Волновые свойства света. Электромагнитная теория света.
  4. Вопрос 40 Электромагнитная индукция
  5. ВычМат лекция 3. (17.09.12)
  6. Естествознание как отрасль научного познания. Классификация наук. (плюс то, что у вас в лекциях)
  7. И сразу наконец лекция здесь начинается
  8. Латинская Америка. Лекция от 12.10.
  9. Лекция . Конструирование гражданских зданий из крупных блоков.
  10. Лекция 02.10.2013. Основные технические документы, предъявляемые на государственные и контрольные испытания
  11. Лекция 08.10.2013. Технические условия (ТУ).
  12. Лекция 1

План лекции. Физическая сущность магнитных методов НК: магнетики, ферромагнетизм, внешнее намагничивающее силовое поле, магнитная индукция, явление магнитного гистерезиса. Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД), индикация дефектов, чувствительность.

Для обнаружения в изделиях из ферромагнитных материалов различных дефектов: нарушений сплошности, отклонений от заданных геометрических размеров, несоответствия структурного состояния техническим условиям, а также для физического анализа при исследовании фазовых превращений в сплавах применяются магнитные методы.

Магнитные методы контроля основаны на измерении различных магнитных характеристик, являющихся достаточно чувствительными индикаторами для обнаружения указанных выше дефектов. Магнитные методы высокопроизводительны, не требуют нарушения целостности изделия и с успехом применяются в промышленной и эффективно заменяя контроль по механическим свойствам или проверку химического состава и т. п.

Магнитный вид неразрушающего контроля применяют в основ­ном для изделий из ферромагнитных материалов. Магнитные харак­теристики таких материалов являются информативными параметра­ми, так как зависят от их физико-механических свойств, химическо­го состава, вида механической и термической обработки, а также от размеров и сплошности изделий.
К числу информативных параметров, используемых в магнитном неразрушающем контроле (НК), относятся: коэрцитивная сила Нс, намагниченность М, остаточная магнитная индукция Вr начальная или максимальная магнитная проницаемость (I, параметры петли гистерезиса В(Н), параметры скачков Баркгаузена, параметры маг­нитооптического эффекта.
По способу получения первичной информации различают сле­дующие методы магнитного контроля:

· магнитопорошковый (МП), основанный на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами с использованием в качестве
индикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии;

· магнитографический (МГ), основанный на регистрации маг­нитных полей рассеяния с использованием в качестве индикатора ферромагнитной пленки;

· феррозондовый (ФЗ), основанный на измерении напряженно­сти магнитного поля феррозондами;

· эффекта Холла (ЭХ), основанный на регистрации магнитных полей датчиками Холла;

· индукционный (И), основанный на регистрации магнитных полей рассеяния по

величине или фазе индуктируемой ЭДС;

· пондеромоторный (ПМ), основанный на регистрации силы от­рыва (притяжения) постоянного магнита или сердечника электро­магнита от контролируемого объекта;

· магниторезисторный (МР), основанный на регистрации маг­нитных полей рассеяния магниторезисторами;

· магнитооптический (МП), основанный на визуализации доменной структуры материала с помощью феррит-гранатовой пленки с зеркальной подложкой.

Ферромагнитные материалы относятся к веществам, которые под воздействием внешнего (намагничивающего) магнитного поля спо­собны намагничиваться. При этом они сами в окружающем про­странстве создают магнитное поле. Степень намагниченности опре­деляется вектором намагниченности М, который пропорционален вектору напряженности H поля, создаваемого ферромагнетиком. Ко­личественно намагниченность, А/м, определяется из выражения

где V — объем вещества; т — элементарный магнитный момент.

Степень намагниченности М различных материалов под воздей­ствием одного и того же намагничивающего поля напряженностью Я неодинакова. Она зависит от вида материала и его состояния (тем­пература, наличие структурных повреждений и т.д.). Для количест­венной оценки способности вещества намагничиваться в магнитном поле вводят безразмерную характеристику — магнитную восприим­чивость . Для изотропного вещества, свойства которого одинаковы во всех направлениях, связь между намагниченностью М и напря­женностью магнитного поля Н устанавливается соотношением

Напряженностью магнитного поля Н (векторная величина) назы­вается сила, с которой единичный полюс в данной точке простран­ства отталкивается или притягивается. Напряженность магнитного Поля равна силе, отнесенной к единичному полюсу, Н =F/т; в сис­теме СИ она измеряется в А/м. Поле, созданное в веществе, ориен­тирует его элементарные магниты, и в окружающем пространстве возникает магнитная индукция (влияние) В.
Магнитной индукцией называется силовая (векторная) характери­стика магнитного поля, складывающаяся из индукции внешнего намагничивающего поля и индукции поля, создаваемого ферро­магнетиком:
,
где Гн/м – магнитная постоянная (магнитная проницаемость пустоты).
Магнитная индукция В является основной характеристикой маг­нитного поля, определяющей его величину и направление. В между­народной системе единиц СИ магнитная индукция измеряется в тес­лах (Тл). Являясь по определению плотностью магнитного потока, она описывается также уравнением
В = Ф/S,
где Ф — магнитный поток, измеряемый в веберах (Вб), проходящий через контур; S – площадь контура, м2, в направлении, перпендикулярном Ф Приняв получим

.
Величина называется относительной магнитной проницаемостью, она является безразмерной физической величиной, характеризующей магнитные свойства ферромагнетиков. Чем больше проницаемость, тем меньше магнитное сопротивление R, которое обратно пропорционально магнитной проницаемости, т.е. R=1/ .
Ферромагнетики отличаются от парамагнетиков рядом свойств:

  • кривая намагничивания, выражающая зависимость между H и В, для парамагнетиков будет прямой, для ферромагнетиков из-за не­постоянства она имеет сложный характер;
  • магнитная восприимчивость ферромагнетиков при некоторойтемпературе, называемой температурой Кюри (точкой Кюри), исчезает: ферромагнетик размагничивается и превращается в парамагнетик;

· кривые намагничивания и перемагничивания ферромагнетика не совпадают —

происходит своеобразное отставание изменения ин­дукции от изменений напряженности

намагничивающего поля. Это явление называют гистерезисом, а замкнутая кривая,

изображающая зависимость ^ В от H при перемагничивании, называется петлей гис­-
терезиса (рис. 6.1).На зависимости В от H выделяют ряд характерных точек, имею­щих

соответствующие названия.
Магнитной индукцией насыщения Вs называют индукцию, соответ­ствующую максимуму М. Дальнейшее увеличение В с ростом Н о су­ществляется только за счет роста R, так как В = (H+ М).
В зависимости от достигнутой величины индукции при перемаг­ничивании различают предельную и частную петли гистерезиса. Предельная петля соответствует намагничиваниюматериала до насыщения Вs.

Коэрцитивная сила Нс (от латинского соеrcitio — удерживание) — напряженность магнитного поля, необходимая для полного размаг­ничивания предварительно


Рисунок 6.1. Петля магнитного гистерезиса:
намагниченного до насыщения ферро­магнетика (получения В = 0 по предельной петле гистерезиса). Маг­нитные свойства ферромагнетиков (в первую очередь сталей) опре­деляются их химическим составом. Введение никеля, марганца, углерода, азота и меди уменьшает начальную магнитную проницае­мость и повышает коэрцитивную силу Нс

Одновременное введе­ние кремния, хрома, молибдена, ниобия, вольфрама и ванадия уве­личивает ц и уменьшает Нс. Между начальной магнитной прони­цаемостью и коэрцитивной силой Нс для сталей существует обратно пропорциональная зависимость.

В качестве первичных информативных параметров при магнит­ном неразрушающем контроле чаще всего используют Вs, Вr и Нс.
Магнитные порошки. Магнитные порошки используют для визуа­лизации магнитных полей рассеяния на поверхности контролируе­мого объекта в зоне дефектов. На частицу ферромагнит-ного порош­ка, помещенного в такое поле, будет действовать сила, удерживаю­щая его в зоне дефекта. Эта сила прямо пропорциональна градиенту напряженности dH/dx магнитного поля рассеяния:

где - магнитная восприимчивость материала порошка; V — объем частицы порошка.
Во внешнем намагничивающем поле частицы порошка сущест­вуют не изолированно, а коагулируются и образуют цепочки, что со­ответственно увеличивает удерживающую силу F. Длина цепочки определяется рядом факторов: вязкостью порошка и размером его частиц, напряженностью магнитного поля, шероховатостью поверх­ности объекта контроля и др.

 

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)