2015-03-27
1891
К магнитным методам неразрушающего контроля относятся, в частности, магнитопорошковый и феррозондовый методы, широко используемые для контроля деталей подвижного состава. Все виды магнитного неразрушающего контроля основаны на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым изделием и применяются для контроля деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов. Основные виды выявляемых дефектов – нарушение сплошности: поры, трещины и.т.д. Как правило, хорошо выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты. Кроме того, магнитные методы могут использоваться для определения качества термообработки, механических характеристик, остаточных напряжений и др.
Принципиальная возможность обнаружения дефектов магнитными методами связана с тем, что в области дефекта возникает ярко выраженное неоднородное магнитное поле – поле рассеяния дефекта. Далее это поле обнаруживается либо при помощи магнитного порошка или магнитной суспензии (магнитопорошковый метод неразрушающего контроля) либо при помощи феррозонда (феррозондовый метод неразрушающего контроля).
Рассмотрим, как возникают магнитные поля рассеяния дефектов. Для этого представим себе контролируемый объект в виде длинного ферромагнитного стержня, помещенного в однородное внешнее магнитное поле напряженностью Нвн, совпадающее по направлению с осью стержня (например, стержень, помещенный в соленоид). В этом случае стержень равномерно намагнитится, и магнитная индукция в нем по направлению будет совпадать с приложенным внешним магнитным полем (рис.11, а).
Картина изменится, если внутри стержня будет находиться некоторая неоднородность, например поверхностная трещина направленная перпендикулярно магнитному полю. Намагниченный образец подобен постоянному магниту, которые мы рассматривали в начале. Тогда мы отмечали, что если магнит разделить пополам, то у каждой половинки снова возникают полюса. Аналогично в случае наличия в образце (магните) трещины ее границы будут поляризоваться, то есть их стенки станут полюсами магнитов. Это приводит к возникновению локального магнитного поля – поля рассеяния дефекта дополнительного к внешнему магнитному полю. При этом полярность полюсов на границе трещины будет такова, что направление магнитного поля этих полюсов над трещиной будет совпадать с внешним магнитным полем. Силовые линии этого поля будут начинаться на одной границе трещины (северном полюсе), выходить на поверхность и через воздух замыкаться на другой границе трещины (южном полюсе) (рис. 11 б). Это поле будет сильно неоднородным, а наибольшего значения будет достигать у границ трещины. На рис. 12 приведены графики зависимости его нормальной и тангенциальной составляющих в зависимости от положения точки на поверхности относительно трещины.
Рис. 11. Схема возникновения магнитного поля рассеяния дефекта: образец без дефекта (а) и образец с поверхностной трещиной (б)
Таким образом, для возникновения поля рассеяния дефекта и его последующего обнаружения изделие из ферромагнитного материала должно быть соответствующим образом намагничено. Важно помнить, что лучше всего выявляются трещины ориентированные перпендикулярно магнитному полю. Поэтому при проведении магнитного контроля применяются различные способы намагничивания.
Рис. 12. Графики зависимости тангенциальной (а) и нормальной (б) составляющих поля рассеяния дефекта от координаты
