76365

Магнитная дефектоскопия

Лекция

Физика

По способу получения первичной информации различают следующие методы магнитного контроля: магнитопорошковый МП основанный на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами с использованием в качествеиндикатора 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...

Русский

2015-01-30

301.42 KB

6 чел.

Лекция 6. Магнитная дефектоскопия

   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:

  1.  магнитопорошковый (МП), основанный на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами с использованием в качестве
    индикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии;
  2.  магнитографический (МГ), основанный на регистрации магнитных полей рассеяния с использованием в качестве индикатора ферромагнитной пленки;
  3.  феррозондовый (ФЗ), основанный на измерении напряженности магнитного поля феррозондами;
  4.  эффекта Холла (ЭХ), основанный на регистрации магнитных полей датчиками Холла;
  5.  индукционный (И), основанный на регистрации магнитных полей рассеяния по

        величине или фазе индуктируемой ЭДС;

  1.  пондеромоторный (ПМ), основанный на регистрации силы отрыва (притяжения) постоянного магнита или сердечника электромагнита от контролируемого объекта;
  2.  магниторезисторный (МР), основанный на регистрации магнитных полей рассеяния магниторезисторами;
  3.  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 намагниченностиопределяется 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:

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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36101. ПРАВО ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ 352.5 KB
  Право інтелектуальної власності становлять особисті немайнові права інтелектуальної власності та (або) майнові права інтелектуальної власності, зміст яких щодо певних об'єктів права інтелектуальної власності визначається кодексом та іншими законами. Кодексом визначено співвідношення права інтелектуальної власності та права власності як різних правових категорій.
36102. Інформаційні системи та технології. Опорний конспект лекцій 420 KB
  В сучасних умовах стрімко зростає попит на інформацію та інформаційні послуги. В зв’язку з цим технологія опрацювання інформації намагається використовувати найширший спектр технічних засобів і, передусім, комп’ютерну техніку та цифрові електронні засоби комунікації. На їх основі створюються обчислювальні системи і мережі не лише для накопичення, збереження та перетворення інформації, а й для максимального наближення термінальних пристроїв до робочого місця фахівця або керівника, який приймає рішення.
36103. КОМЕРЦІЙНЕ ПРАВО 1.44 MB
  Навчальний посібник розрахований для студентів неюридичних навчальних закладів I – IV рівня акредитації які вивчають трудове право України а також для всіх хто цікавиться проблемами господарського законодавства. МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ ДЕПАРТАМЕНТ КАДРОВОЇ ПОЛІТИКИ АГРАРНОЇ ОСВІТИ ТА НАУКИ НАВЧАЛЬНОМЕТОДИЧНИЙ ЦЕНТР ПО ПІДГОТОВЦІ МОЛОДШИХ СПЕЦІАЛІСТІВ КОМЕРЦІЙНЕ ПРАВО ПРОГРАМА ІЗ СПЕЦІАЛЬНОСТІ 5. Вивчення господарського законодавства передбачає вміння майбутніх фахівців на практиці застосовувати набуті знання вміння та...
36104. Кримінальне право України 468 KB
  Конституція України. Кримінальний Кодекс України від 5квітня 2001р. Кримінальний процесуальний Кодекс України від 28 грудня 1960р.
36105. КОМУНІКАТИВНІ ПРОЦЕСИ У НАВЧАННІ 162 KB
  Тому спілкування з людьми – це наука й мистецтво. Тут важливі не тільки природні здібності людини та її бажання спілкуватись але й знання законів спілкування. Майбутні фахівці повинні зрозуміти що для успішної діяльності вони можуть і повинні навчитись орієнтуватись у психологічних підходах до партнерів адекватно розуміти реальність обирати такі способи ділового спілкування які будуть сприяти успіху як у професійній діяльності так і у житті. Студенти повинні звернути особливу увагу на те що проблема спілкування є одною з найважливіших...
36106. Міжнародний інноваційний менеджмент 350.5 KB
  Переваги міжнародного інноваційногоСпівробітництва І. Міжнародне співробітництво як запорука інноваційного процесу в національній економіці С. Міжнародне співробітництво як запорука інноваційного процесу в національній економіці С. Переваги міжнародного інноваційногоСпівробітництва І.
36107. МАТЕМАТИЧНЕ ПРОГРАМУВАННЯ 1.78 MB
  Загальна постановка задачі лінійного програмування ЗЛП полягає в наступному.2 називається припустимим рішенням або припустимим планом ЗЛП. Говорять що ЗЛП розвязна якщо вона має оптимальний план. ЗЛП може бути нерозвязною тільки з наступних двох причин: а ОПР порожня; б ОПР непорожня але цільова функція не обмежена на ОПР зверху якщо в ЗЛП шукається її максимум або не обмежена знизу якщо в ЗЛП шукається мінімум цільової функції.
36108. Основи Охорони праці 1.03 MB
  Основи охорони праці. Конспект лекцій з дисципліни Основи охорони праці для студентів усіх спеціальностей денної та заочної форми навчання. Методичні вказівки спрямовані на надання методичної допомоги студентам усіх форм навчання під час вивчення дисципліни Основи охорони праці.
36109. ОСНОВИ МЕРЕЖНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ 1.03 MB
  Загальні відомості про комп’ютерні мережі. Виникнення комп’ютерних мереж. Практично відразу після появи ЕОМ виникло питання про налагодження взаємодії комп'ютерів один з одним щоб більш ефективно обробляти інформацію використати програмні й апаратні ресурси. З'явилися й перші мережі у той час об’єднавши тільки найбільші ЕОМ у великих комп'ютерних центрах.