double arrow

Намагничивание деталей

Намагничивание детали осуществляется при помещении ее в магнитное поле. Как уже отмечалось в начале, магнитные поля могут создаваться постоянными магнитами или проводниками с током. В последнем случае могут быть использованы разные виды токов: постоянный; переменный промышленной или повышенной частоты; выпрямленный однополупериодный; выпрямленный двухполупериодный; выпрямленный трехфазный; импульсный.

Схематичное графическое изображение этих видов тока приведены на рис. 13, а – е соответственно.

в I время

Рис.13. Виды намагничивающих токов: а) постоянный, б) переменный,
в) выпрямленный однополупериодный, г) выпрямленный двухполупериодный, д) выпрямленный трехфазный, е) импульсный

При намагничивании детали переменным током вследствие скин-эффекта (вытеснения переменного тока к поверхности) преимущественно намагничивается только поверхностный слой детали. При использовании тока промышленной частоты 50 Гц для стальных деталей глубина промагничивания составляет примерно 2 – 3 мм в зависимости от марки стали и формы детали. Поэтому применение переменного тока наиболее эффективно при выявлении поверхностных дефектов.

Постоянные и выпрямленные токи создают магнитные поля значительно глубже проникающие в деталь, поэтому могут использоваться и для обнаружения подповерхностных дефектов.

Импульсные токи могут, например, использоваться для создания больших магнитных полей.

Наиболее эффективно магнитные поля рассеяния возникают в тех случаях, когда трещины или другие дефекты пересекаются силовыми линиями под углами близкими к прямому (80…90°). Выявление трещин также гарантируется при углах 30…80° при соблюдении остальных условий, о которых будет сказано позже. При углах меньше 10° трещины не выявляются, а при углах 10…30° – их выявление не гарантируется (рис. 14).

Считается, что могут быть выявлены только трещины, направление которых составляют углы ±30° по отношению к направлению магнитного поля.

80 – 90° наилучшая выявляемость трещин 60 - 80° выявление трещин гарантируется, четкий индикаторный рисунок 30 - 60° трещины выявляются 10 - 30° выявление трещин не гарантируется 0 -10° трещины не выявляются

Рис.14. Выявление трещин при различных ориентациях направления трещины относительно направления напряженности магнитного поля в образце

Исходя из этого, очень важно при магнитном контроле правильно выбрать способ намагничивания детали.

Различают три способа намагничивания: циркулярное, полюсное и комбинированное.

При циркулярном намагничивании силовые линии магнитной индукции не выходят за пределы контролируемой детали и магнитный поток весь путь проходит внутри ее.

Основные способы его реализации это:

а) пропускание тока непосредственно по детали;

б) пропускание тока по центральному проводнику, помещенному в отверстие детали;

в) пропускание тока по тороидальной обмотке, намотанной на деталь;

г) пропусканием тока по участку детали с помощью электроконтактов.

Схематично эти способы изображены на рис. 15, а – г соответственно.

На каждом рисунке показаны направления трещин, которые наиболее эффективно выявляются при данном способе намагничивания. При пропускании тока по детали хорошо выявляются продольные трещины (рис. 15, а), при пропускании тока по центральному проводнику – продольные трещины на боковых поверхностях и радиальные на торцах. При использовании центрального проводника очень важно следить за тем, чтобы он был хорошо отцентрован, в противном случае магнитное поле может быть сильно неравномерным, что может отрицательно сказаться на результате контроля.

Рис. 15. Циркулярное намагничивание пропусканием тока:
а – по детали, б – по центральному проводнику, в – по тороидальной обмотке,
г – при помощи электроконтактов

При использовании тороидальной обмотки на деталях в форме колец (рис. 15, в) выявляются радиальные трещины на верхнем (при расположении как показано на рисунке) и нижнем основаниях и вертикальные на внешней и внутренней поверхностях. При намагничивании с помощью электроконтактов выявляются трещины параллельные линии, соединяющей эти электроконтакты.

При полюсном намагничивании силовые линии магнитной индукции часть пути проходят внутри контролируемой детали, а замыкаются через элементы намагничивающего устройства или через воздух. При замыкании силовых линий через воздух в местах выхода силовых линий образуются полюса, откуда и идет название способа. Полюсное намагничивание может быть продольным, поперечным или нормальным в зависимости от ориентации направления внешнего приложенного поля относительно детали. На рисунке 16 приведены некоторые наиболее распространенные схемы полюсного намагничивания:

а) продольное при помощи постоянного магнита;

б) продольное при помощи электромагнита;

в) продольное при помощи соленоида или катушки;

г) поперечное при помощи постоянного магнита.

Рис. 16. Полюсное намагничивание детали: а) продольное при помощи постоянного магнита, б) продольное при помощи электромагнита, в) продольное при помощи соленоида или катушки, г) поперечное при помощи постоянного магнита

При полюсном намагничивании коротких деталей с использованием катушек необходимо учитывать размагничивающее действие концов детали. Этот эффект пояснен на рис. 17, а. Если деталь поместить в магнитное поле катушки, то она намагнитится, и на ее концах образуются полюса, как это изображено на рисунке. В свою очередь магнит (деталь) создает свое магнитное поле, причем направление этого поля, как видно из рисунка, будет противоположно по отношению полю катушки. Таким образом, намагниченная деталь создает магнитное поле, которое уменьшает внешнее намагничивающее поле. Этот эффект незначителен и им можно пренебречь, если деталь длинная и полюса находятся далеко друг от друга. Однако если отношение длины детали к ее поперечному размеру меньше 3, этим эффектом пренебрегать нельзя. Поэтому при контроле коротких деталей необходимо составлять их в цепочки или пользоваться удлинителями (рис 17, б – в).

Циркулярное или полюсное намагничивание используют, когда направление трещин, подлежащих выявлению известно. При необходимости выявления трещин любой ориентации можно использовать комбинированное намагничивание. При комбинированном намагничивании деталь помещается в два или три поля различной ориентации. На рисунке 18 в качестве примера
показано комбинированное намагничивание кольца подшипника, которое заключается в циркулярном намагничивании его путем пропускания тока через центральный контактный стержень и полюсного намагничивания при помощи соленоида, охватывающее кольцо. Для намагничивания используют импульсные или одно-, двухполуперидные выпрямленные токи поочередно пропускаемые по стержню (или детали) и соленоиду так, что в последовательные моменты времени направления полей ориентированы перпендикулярно друг другу.

Рис. 17. Размагничивающее действие концов детали – а и способы его предотвращения: 1 – контролируемая деталь, 2 – намагничивающая катушка,
3 – удлинители

Рис. 18. Комбинированное намагничивание кольца подшипника


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: