Файл: Руководство по разработке технологической карты по магнитопорошковому контролю, приведены тесты для подготовки к сдаче экзаменов по магнитному контролю.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 134
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(
)
2
;
п
п п
п
п
п п
п
U
H l
H
h L
Ф
B S
B cd
=
=
+
=
=
(5.10)
Значения
В и Н определяют по кривой намагничивания материала магнитопровода.
Чтобы пересчитать
п
U в зависимости от
и
Ф , запишем уравнение Кирхгофа для точки
М эквивалентной электрической схемы (см. рис. 5.55).
0
п
и
Ф Ф
F
−
− = , (5.11) где
F – магнитный поток рассеяния, шунтирующий изделие и пере- ходный участок.
Так как отношение потоков
и
Ф и F обратно пропорционально магнитным сопротивлениям
и
y
R R
+
и
F
R , то
;
,
и
y
и
y
и
и
F
F
R
R
R
R
F
F Ф
Ф
R
R
+
+
=
=
(5.12) где
F
R – магнитное сопротивление потока рассеяния между полюсами электромагнита, Гн
-1 1
F
F
R
G
=
, (5.13) где
F
G – проводимость участка между параллельными призмами (полюсами намагничивающего устройства).
(
)
1 0
F
F
F F
F
G
R
h x
y
−
=
= µ
+
, (5.14) где
;
F
h
h d
= −
2 2
0,52
ln 1
;
π
F
C
d
x
L
L
=
+
+
+
F
2 0, 26
ln 1 0,15 0,5 .
π
C
d
y
C
L
d
L
=
+
+
+
+
244
Из формул (5.11) и (5.12)
1
п
и
и
y
F
Ф
Ф
R R
R
=
+
+
, (5.15) где
F
R получаем из выражений (5.13) и (5.14) – оно постоянно;
y
R
также постоянно.
0
y
П
R
S
δ
=
µ
;
0
и
и и
и
и и
и и
l
H l
R
S
B S
=
=
µ µ
, где
и
l
– длина средней линии в изделии.
Значения
и
B и
и
H соответствуют оптимальному режиму намагничивания.
Путем пересчета с использованием формулы (5.15) значений
п
Ф получают график зависимости
п
U = f (
и
Ф ) (рис. 5.58). Затем, суммируя
u
U ,
y
U и
п
U , получают график зависимости
U
Σ
= f (
и
Ф ) (рис. 5.59). Зная сечение изделия, строят вторую ось
и
H , т. е. аналогичный график зависимости U
Σ
= f (
и
B ), где
и
и
и
Ф
B
S
=
U
U
п
Ф
и
0
Рис. 5.58. График зависимости магнитного напряжения в магнитопроводе от магнитного потока в изделии
Рис.
5.59.
График зависимости суммарного магнитного напряжения в магнитопроводе от магнитного потока и индукции в изделии
U
n
U
u
Ф
245
По известному значению оптимальной индукции
опт
B в контролируемом сечении объекта определяют
1
U = I
.
W (см. рис. 5.59). Затем с учетом коэффи- циента заполнения
з
K = 0,4 и площади S окна, занимаемого всеми витками катушки, в сечении, перпендикулярном осям витков (
S составляет прибли- зительно 80 % площади окна, образованного
П-образным сердечником и намаг- ничиваемым изделием), определяют число витков обмоточного провода, задаваясь различными его диаметрами
1
d (от 0,5 до 3,5 мм):
2 1
/ 4
з
SK
W
d
=
π
Определяют величину тока в катушке по известным значениям намагни- чивающей силы и числу витков:
1
U
I
W
=
. При этом следует помнить, что расчет выполнен для случая контроля плоских изделий и не учитывает растекание магнитного потока в изделии. Для намагничивания сварных соединений с выпуклостью шва ток нужно увеличить в 6–8 раз. Должно также выполняться ограничение по плотности тока
j ≤ 12 А/мм
2
. Определяют электрическое сопротивление обмотки
2 1
,
/ 4
ср
l W
R
d
ρ
=
π
и потребляемую мощность
R
I
P
2 1
=
в каждом случае (здесь
ср
l
– средняя длина витка провода в катушке;
ρ – удельное электрическое сопротивление).
ср
l
≈ 2с + 2d + 2πr, где
r = 0,4 (h – d).
Если потребляемые мощности одинаковы, т. е. обмотки нагреваются независимо от того, провод какого диаметра использован для намотки катушки, то диаметр провода выбирают, исходя из приемлемого числа витков катушки.
Обычно 400 ≤
W ≤ 1600.
246
6. ИНДУКЦИОННЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ
Сущность, область применения и особенности метода. Требования к
первичным преобразователям. Повышение селективности метода. Типы
приборов.
6.1. Сущность, область применения и особенности метода.
Требования к первичным преобразователям
Какой метод контроля называют индукционным?
Индукционный метод – это метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля индукционными преобразователями. При его реализации используют дефектоскопы, снабженные преобразователями-полемерами или градиентометрами. Иногда для этих целей применяют многоэлементные преобразователи, содержащие несколько электрических катушек с сердечниками или без них.
Для контроля каких объектов применяют индукционные
дефектоскопы?
Индукционные дефектоскопы применяют в основном для контроля протяженных изделий в виде труб, прутков, осей, валов. Эти объекты должны обеспечивать возможность относительного перемещения преобразователя, ориентированного перпендикулярно его продольной оси и находящегося на минимальном расстоянии от контролируемой поверхности, с высокой скоростью. Во избежание пропуска дефектов должна обеспечиваться также возможность сканирования всей поверхности объекта одноэлементным или многоэлементным преобразователем.
Какие виды намагничивания изделий применяют при индукционной
дефектоскопии?
При индукционной дефектоскопии нашли применение полюсное и циркулярное намагничивание. Вид, способ и схема намагничивания зависят от магнитных характеристик материала объекта контроля, формы и конструктивных особенностей изделия, статистических данных относительно вида, типа, мест расположения и ориентации несплошностей, подлежащих обнаружению, а также от поставленных задач.
Контролируют ли изделия индукционным методом на остаточной
намагниченности объекта?
На остаточной намагниченности контролируют только изделия из магнитожестких материалов (имеющих большие значения остаточной индукции
247
и коэрцитивной силы, т. е. широкую петлю гистерезиса). В этом случае поля рассеяния дефектов имеют достаточно большую величину. Контроль на остаточной намагниченности объекта более удобен в осуществлении, т. к. позволяет разделить контрольные операции и использовать средства малой механизации. При этом наблюдается меньше помех от неоднородности структуры металла, повышенной шероховатости поверхности, рисок и т. д., хотя при этом помехи, вызванные наклепом, могут оказаться соизмеримыми с сигналами, обусловленными дефектами сплошности.
За счет чего снижают мощность намагничивающих устройств
в индукционной дефектоскопии?
Снижение мощности намагничивающих устройств достигается приме- нением для намагничивания переменного тока. При этом вследствие поверхностного эффекта ток протекает только в поверхностном слое объекта, т. е. происходит увеличение плотности тока в той части объекта контроля, в которой необходимо обнаруживать дефекты.
Почему ось индукционного преобразователя обычно ориентируют
перпендикулярно поверхности контролируемого изделия?
При циркулярном намагничивании цилиндрических изделий нормальная составляющая поля дефекта появляется у поверхности объекта только над несплошностью. Если ось преобразователя ориентирована перпендикулярно поверхности изделия, то индукционный преобразователь будет реагировать только на нормальную составляющую поля.
Какие требования предъявляют к конструкциям индукционных
преобразователей и к их расположению относительно объекта контроля?
При удалении от дефекта намагниченного объекта его поле рассеяния убывает очень быстро. Поэтому преобразователь должен иметь малые размеры и располагаться, по возможности, ближе к изделию. Однако с уменьшением размеров преобразователя возникают трудности его изготовления, а также уменьшается ЭДС. Для увеличения чувствительности преобразователей применяют ферромагнитные сердечники, помещаемые в катушку. Однако в этом случае его амплитудная характеристика в области высоких напряженностей магнитных полей становится нелинейной.
Какой должен быть шаг сканирования для качественного контроля
цилиндрических изделий индукционным методом?
При дефектоскопии цилиндрических изделий индукционный преобразо- ватель совершает одновременно поступательное и вращательное движение относительно объекта контроля. Сканирование поверхности осуществляется по
248
За счет чего снижают мощность намагничивающих устройств
в индукционной дефектоскопии?
Снижение мощности намагничивающих устройств достигается приме- нением для намагничивания переменного тока. При этом вследствие поверхностного эффекта ток протекает только в поверхностном слое объекта, т. е. происходит увеличение плотности тока в той части объекта контроля, в которой необходимо обнаруживать дефекты.
Почему ось индукционного преобразователя обычно ориентируют
перпендикулярно поверхности контролируемого изделия?
При циркулярном намагничивании цилиндрических изделий нормальная составляющая поля дефекта появляется у поверхности объекта только над несплошностью. Если ось преобразователя ориентирована перпендикулярно поверхности изделия, то индукционный преобразователь будет реагировать только на нормальную составляющую поля.
Какие требования предъявляют к конструкциям индукционных
преобразователей и к их расположению относительно объекта контроля?
При удалении от дефекта намагниченного объекта его поле рассеяния убывает очень быстро. Поэтому преобразователь должен иметь малые размеры и располагаться, по возможности, ближе к изделию. Однако с уменьшением размеров преобразователя возникают трудности его изготовления, а также уменьшается ЭДС. Для увеличения чувствительности преобразователей применяют ферромагнитные сердечники, помещаемые в катушку. Однако в этом случае его амплитудная характеристика в области высоких напряженностей магнитных полей становится нелинейной.
Какой должен быть шаг сканирования для качественного контроля
цилиндрических изделий индукционным методом?
При дефектоскопии цилиндрических изделий индукционный преобразо- ватель совершает одновременно поступательное и вращательное движение относительно объекта контроля. Сканирование поверхности осуществляется по
248
винтовой линии. Для исключения пропуска дефектов необходимо, чтобы шаг сканирования не превышал диаметра катушки одноэлементного преобразо- вателя. Это снижает производительность контроля. Для увеличения произво- дительности применяют преобразователи, содержащие несколько катушек
(многоэлементные преобразователи), расположенных на прямой вдоль оси изделия или равномерно по периметру изделия.
(многоэлементные преобразователи), расположенных на прямой вдоль оси изделия или равномерно по периметру изделия.
1 ... 23 24 25 26 27 28 29 30 ... 35
Какую информацию содержит сигнал, снимаемый с индукционного
преобразователя?
Сигнал, снимаемый с индукционного преобразователя, содержит инфор- мацию о дефекте, об изменении зазора, о наличии неоднородностей магнитных свойств объекта контроля и об индустриальных помехах. Для выделения полезной информации в индукционных преобразователях используют такие характеристики, как форма импульсов, частотный спектр сигнала, периодическая повторяемость импульсов.
6.2. Повышение селективности метода. Типы приборов
Приведите примеры отстройки от мешающих факторов при
индукционном контроле.
Пример 1.Так как спектр сигналов от неоднородностей магнитных свойств поверхностного слоя изделия на выходе индукционного преобразователя малых размеров ниже спектра полезного сигнала, то устранять такие помехи можно путем выбора нижней границы полосы пропускания частотного фильтра.
Аналогично можно ослабить помехи, обусловленные изменением зазора между преобразователем и объектом контроля.
Пример 2. Если ось контролируемого цилиндрического изделия не совпа- дает с осью вращения электромагнита и преобразователя, то в обмотке преобразователя будет наводиться переменная ЭДС с периодом, равным периоду вращения. Частотный спектр этого сигнала также значительно ниже спектра сигнала, обусловленного дефектом. Поэтому от таких помех можно отстроиться, как и в предыдущем случае, путем выбора нижней границы полосы пропускания частотного фильтра.
Пример 3. При дефектоскопии ферромагнитных объектовна выходе индук- ционного преобразователя под действием поля рассеяния дефекта возникает сигнал
S-образной формы. Для повышения отношения амплитуд «сигнал – шум» применяют две встречно включенные катушки преобразователя, смещенные относительно друг друга в направлении сканирования на такое расстояние, чтобы, например, отрицательные полуволны импульсов совпадали. В результате на выходе такого двухкатушечного преобразователя появляется сигнал более сложной формы
