- •Предисловие
- •Содержание Введение
- •I. Общие представления о магнетизме
- •II. Основы магнитных методов контроля качества Виды магнитных преобразователей
- •Способы намагничивания
- •Магнитные порошки на поверхности намагниченной детали
- •Формы электрических токов в знакопеременных и импульсных магнитных полях
- •Размагничивающее поле контролируемой детали и дефекта
- •III. Элементы теории полей, используемых для магнитного контроля Энергия магнитного поля
- •Сопряжение поверхностей двух сред с различными магнитными проницаемостями
- •Метод зеркальных отображений провода с током
- •Построение картины магнитного поля при полюсном намагничивании
- •IV. Контролируемая деталь
- •Как элемент разветвленной
- •Магнитной цепи
- •Магнитные цепи с последовательно-параллельным соединением нескольких элементов
- •Расчет цепей с постоянными магнитами
- •Магнитостатика деталей с разветвленной конфигурацией
- •Перемагничивание от одной мдс разветвленной детали
- •V. Магнитные поля рассеяния
- •Трещин, непроваров и других
- •Дефектов, выходящих
- •На поверхность
- •VI. Магнитные поля рассеяния от внутренних дефектов
- •VII. Магнитные суспензии как магнитодиэлектрики
- •VIII. Магнитные свойства основных отечественных конструкционных сталей
- •IX. Виды дефектов и особенности
- •Намагничивания для разных
- •Уровней чувствительности
- •Виды дефектов, обнаруживаемых магнитопорошковым методом
- •Факторы, влияющие на чувствительность магнитопорошкового контроля
- •Магнитопорошковый контроль, соответствующий разным уровням чувствительности
- •Некоторые технологические приемы, повышающие эффективность выявления дефектов
- •Обязательные процедуры при подготовке детали к контролю и намагничиванию
- •Особенности разных способов намагничивания в постоянном, переменном и импульсном магнитных полях
- •X. Оборудование для магнитопорошкового контроля Переносные электромагнитные намагничивающие устройства
- •Переносные устройства циркулярного намагничивания
- •Сравнительная оценка устройств циркулярного намагничивания
- •Устройства намагничивания при помощи постоянных магнитов
- •Особенности некоторых промышленных магнитопорошковых дефектоскопов
- •Примеры универсальных автоматизированных дефектоскопов
- •XI оценка качества
- •Промышленные магнитопорошковые индикаторы
- •Определение чувствительности индикаторов
- •Эталоны, тест-образцы, дефектограммы
- •XII. Причины, понижающие
- •Результаты магнитопорошкового
- •Контроля
- •Изменение формы магнитного поля рассеяния с удалением от поверхности детали и оси дефекта
- •Развитие отдельных составляющих поля рассеяния как средство повышения эффективности контроля
- •Влияние скорости намагничивания и скорости снятия внешнего поля
- •Геометрические факторы, осложняющие анализ результатов контроля
- •Понятие минимального и ложного дефекта
- •XIII. Примеры магнитопорошкового контроля сварных соединений
- •XIV. Контроль деталей машин в процессе эксплуатации и их размагничивание
- •287 Таблица 22. Способы повышения качества размагничивания деталей
- •Магнитопорошковый контроль Требования к техническим знаниям персонала по рекомендации icndt
Магнитостатика деталей с разветвленной конфигурацией
Часто детали, подвергаемые магнипорошковому контролю, имеют сложную геометрию, поэтому намагничивание отдельных частей зависит от формы тока, материала, взаимного расположения элементов детали и т.п.
Для любого узла разветвленного магнитопровода в установившемся магнитном состоянии справедлив первый закон Кирхгофа
т.е. алгебраическая сумма магнитных потоков в любом узле магнитной цепи равна нулю. Другими словами, суммарная величина магнитных потоков, входящих в узел, равна суммарной величине магнитных потоков, выходящих из узла детали:
Если из этого равенства исключить значение магнитной индукции, то, оказывается, можно сравнивать не магнитные потоки, а величины сечений объемов, в которых магнитный поток имеет противоположные направления.
Для симметричной детали суммарная величина сечений всех объемов, по которым магнитный поток входит в узел, равна суммарной величине сечений всех объемов, по которым магнитный поток выходит из узла (рис. 57, 58).
Рис. 57. Узел детали, образованный Рис. 58. Узел детали, образованный
перемычками неравного сечения. перемычками равного сечения.
От соотношения между величинами сечений перемычек, образующих узел детали и от их числа во многом зависит картина магнитного состояния. При образовании узла несколькими перемычками величина сечения одной из них Si может быть больше суммы сечений всех остальных:
В этом случае эта перемычка в установившемся магнитном состоянии никогда не будет полностью намагниченной (рис. 58) и не может быть проконтролирована хорошо.
Для того чтобы сечение исследуемой перемычки узла было бы полностью намагничено, необходимо выполнение неравенства:
т.е. величина сечения исследуемой перемычки детали должна быть равна или меньше суммы сечений всех остальных перемычек детали.
В случае узла детали, образованного тремя перемычками, что наиболее часто встречается в деталях машин, это равенство при любых величинах сечений S1, S2, S3 может быть преобразовано к виду:
|S2 - S3| ≤ S1 ≤ S2 + S3.
Если это условие выполняется, то любая из перемычек этой структуры может находиться в одном из двух полностью намагниченных состояний (+Фr или –Фr).
В зависимости от конфигурации, условий механического нагружения магнитной структуры, от ее магнитной предыстории в установившемся магнитном состоянии могут иметь место несколько противоположно намагниченных объемов с различными величинами магнитных потоков, замыкающихся по различным путям (рис. 57...59). Все сказанное выше в равной мере может быть отнесено как к плоским, так и к объемным деталям. При реальных магнитных материалах ширина границы между противоположно намагниченными слоями (рис. 60) детали может иметь довольно ощутимую величину, часто соизмеримую с шириной перемычек, что требует первый закон Кирхгофа для магнитных цепей.
Рис. 59. Картина магнитных потоков Рис. 60. Картина состояния узла,
в разветвленном магнитопроводе. послойное намагничивание.
Рис. 61. Устойчивые магнитные состояния симметричного троичного узла.
Поэтому детали в ниде разветвленных конструкций перед выполнением дефектоскопии должны рассматриваться с учетом распределения магнитного потока.
О статической картине распределения магнитного потока в разветвленной детали можно судить на основании измерения ЭДС, наводимых в измерительных катушках, навиваемых на эти части детали.
Узлы, образованные тремя ветвями (рис. 61, 62), наиболее часто встречаются в исследуемых деталях. При симметричном троичном узле две ветви находятся в намагниченном состоянии, третья обязательно в размагниченном.
При несимметричном троичном узле детали сечения ветвей могут иметь различные величины. Встречаются такие троичные несимметричные узлы, сечения двух ветвей которых равны между собой, а сечение третьей равно сумме первых двух. Такие узлы могут иметь два рабочих установившихся магнитных состояния. Узлы четвертичные также могут быть симметричными и несимметричными и магнитное состояние отдельных ветвей может иметь как минимум три варианта.
Рис. 62. Устойчивые магнитные состояния несимметричного троичного узла.
Рис. 63. Некоторые возможные магнитные состояния распределения противопотоков в несимметричных узлах.
На рис. 63 показано семь возможных вариантов распределения магнитных потоков в четвертичном несимметричном узле сложной детали с одним источником МДС. Картина магнитного состояния узла определяется не только его конструкцией, но и режимом намагничивания.