Способ магнитографического контроля изделий из ферромагнитных материалов

Способ магнитографического контроля изделий из ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть использовано для выявления дефектов типа нарушений сплошности в изделиях из ферромагнитных материалов. Целью изобретения является повьшение чувствительности контроля к глубокозалегаклцим и небольшим по размерам дефек-. там массивных ферромагнитных изделий за счет линеаризации характеристики магнитной ленты в условиях больших полей намагничивания. Для достижения поставленной цели магнитную ленту укладывают на поверхность изделия, намагничивают ее совместно с изделием постоянным магнитным полем, далее осуществляют дополнительное намагничивание ленты с изделием постоянным магнитным полем, перпендикулярным к плоскости ленты, а отключение этого поля производят после снятия основного поля, причем величина напряженности этого перпендикулярного поля составляет 65-75% величины намагниченности насьш ения используемой для контроля магнитной ленты, Поле дефекта записьтается на магнитную ленту в виде остаточной намагниченности, величина которой зависит от соотношения внешнего намагничивающего поля, перпендикулярного подмагничивающего поля и поля дефекта, а также от магнитных свойств ленты. 2 ил. х (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1.Я0„„141351 (Я) 4 G 01 N 27 85

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4182596/25-28 (22) 16.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. У 28 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) М.Л.Шур, С.Л.Ваулин и B.Е.Щербинин (53) 620. 179.14(088.8) (56) Патент ФРГ У 421208, кл. С 01 N 27/85, 1985.

Авторское свидетельство СССР

11 102537, кл. G 01 И 27/85, 1952 ° (54) СПОСОБ МАГНИТОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть ис-..пользовано для выявления дефектов типа нарушений сппошности в изделиях из ферромагнитных материалов. Целью изобретения является повьппение чувствительности контроля к глубокозалегающим и небольшим по размерам дефек-. там массивных ферромагнитных изделий за счет линеаризации характеристики магнитной ленты в условиях больших полей намагничивания. Для достижения поставленной цели магнитную ленту укладывают на поверхность изделия, намагничивают ее совместно с изделием постоянным магнитным полем, далее осуществляют дополнительное намагничивание ленты с изделием постоянным магнитным полем, перпендикулярным к плоскости ленты, а отключение этого поля производят после снятия основного поля, причем величина напряженности этого перпендикулярного поля составляет 65-75Х величины намагниченности насьпцения используемой для контроля магнитной ленты, Поле дефекта записывается на магнитную ленту в виде остаточной намагниченности, величина которой зависит от соотношения внешнего намагничивающего поля, перпендикулярного подмагничивающего поля и поля дефекта, а также от. магнитных свойств ленты. 2 ил.

1413513

Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения дефектов ферромагнитного материала изделий при кон5 троле магнитографическим методом.

Целью изобретения является повышение чувствительности контроля к подповерхностным дефектам массивных изделий путем дополнительного намагничивания ленты постоянным магнитным полем, перпендикулярным к ее поверхности,и тем самым линеаризации ее характеристики в области больших полей.

На фиг.1 показан график зависимости величины перпендикулярного поля от величины расстояния до образца, на фиг.2 — магнитограммы полей дефектов при воздействии перпендикулярного поля намагничивания ленты. 20

Способ осуществляют следующим образом.

Магнитную ленту укладывают на поверхность изделия и намагничивают ее совместно с изделием постоянным маг- 25 нитным полем, при этом одновременно дополнительно воздействуют на ленту перпендикулярным постоянным полем магнита, величину которого выбирают в пределах 65-75 от величины намаг- 30 ниченности насыщения ленты. После окончания намагничивания выключают основное поле намагничивания, а затем поле перпендикулярного намагничивания ленты. После снятия ленты считывают магнитограмму и по результатам считывания определяют качество изделия.

Сущность способа состоит в том, что подмагничивание перпендикулярным полем при определенных условиях может

I улучшить выявляемость дефектов. Поле дефектов записывается на магнитную ленту в виде остаточной намагничен- 45 ности, величина которой зависит от соотношения намагничивающих полей„а а именно внешнего намагничивающего поля, перпендикулярного подмагничивающего поля и поля дефекта, а также от магнитных свойств ленты. Условие, при котором становится возможным улучшение выявляемости дефектов, сводится к следующему: величина подмагничивающего перпендикулярного поля Н должна составить 65-75 . от величины намагниченности насьпцения М магнитS ной ленты, используемой для контроля, При этом появляется возможность использовать намагничивающее поле максимально возможной величины, т.е. равное или большее поле насыщения ленты Н . Значение перпендикулярного магнитного поля за пределами 65-75 приводит к потере чувствительности к низкоповерхностным дефектам.

Нормами магнитографического контроля установлен минимальный допустимый внутренний дефект в среднем в размере 10 от толщины иэделия. Это условие и известность технических характеристик ленты (Hs и М ) дает воз- можность оценить необходимую величину перпендикулярного подмагничивающего поля. Для ленты с магнитным слоем на основе частиц f Те О, обычно используемых в магнитографической дефектоскопии, величина намагничивающего поля выбиралась приблизительно равной Н о = 600 А/см, что примерно соответствует полю насыщения ленты.

Для внутреннего дефекта диаметром

2 мм и глубиной залегания, приблизительно равной 16 мм, величина экстремума нормальной составляющей поля дефекта в этом поле приблизительно равна 160 A/см, Пользуясь этими оценками, можно считать, что в таком случае перпендикулярное подмагничивающее поле примерно равно Н> и 0,6 -600 А/см-0,5 М -160 А/см, Н 0,5.М S + 200 А/

/см.

Если учесть, что величина намагниченности насьпцения для ленты такого типа М порядка 1200 А/см, то величина перйендикулярного магнитного поля будет порядка Н> и0,5 1200 А/см +

+ 200 А/см 800 А/см, что составляет

65 от величины М

Пример. Для осуществления предлагаемого способа контроля использовались массивные ферромагнитные пластины, изготовленные из Ст.3. Размеры пластин следующие: длина 150 мм, ширина 100 ьм, толщина менялась от

10 до 20 мм. Дефекты в пластинах имитировалась цилиндрическими отверстиями различного диаметра и расположенными на различной глубине залегания от 2 до 20 мм. Продольное намагничивание по отношению к плоскости образца осуществляли с помощью электромагнита постоянного тока. Пластины помещали между полюсов электромагнита при межполюсном расстоянии 150 мм, причем площадь полюсов была большой (6750 mr ). Продольное намагничиваю1413513 щее поле, как показали измерения, по толщине образца практически однородно, по длине область однородности порядка 60 мм и располагалась в цен5 тральной части образцов. Длина всех дефектов перпендикулярна полю Н, а образующая параллельна поверхности образца, на которой помещалась лента.

Запись производили на размагниченйых отрезках магнитных лент типа И-4701 длиной 100 мм и шириной 35 мм. Намагничивающее поле Но действовало вдоль длины ленты и влиянием краев отрезка ленты на центральную часть можно пре- 1 5 небречь.

Перпендикулярное подмагничивающее поле создавалось постоянным магнитом на основе феррита бария размерами

120 х 80 х 55 мм. Постоянный магнит помещался сверху над образцом и прижатой к нему магнитной лентой через калиброванные немагнитные прокладки разной толщины, вследствие чего менялась величина подмагничивающего пер- 25 пендикулярного поля. График зависимости величины перпендикулярного подмагничивающего поля Н от расстоя2 ния до образца d приведен на фиг„1.

Отрезки лент прижимались к поверхности образца немагнитными прокладками рабочим слоем вниз и считывание информации производилось также со стороны рабочего слоя. Величина перпендикулярного подмагничивающего поля над образцом измерялась преобразователем Холла. Процесс записи заключался в намагничивании изделия с прижатой к нему магнитной лентой до заданной величины, последующем приложении перпендикулярного поля, создаваемого постоянным магнитом, снятии продольного поля и последующим снятии перпендикулярного поля °

Считывание информации с магнитной ленты производилось ферроэондовым

45 магнитометром. Для этого ленту, уложенную на специальную подставку, сканировали датчиком магнитометра. Производилось считывание нормальной составляющей поля записи дефекта. Результаты измерений представлены на фиг.2.

Топографию нормальной составляющей поля ленты регистрировали на двухкоординатный самописец. Напряженность продольного намагничивающего поля выбиралась так, что на ленту записывалось магнитное поле, создаваемое дефектом сплошности и при этом лента оказывалась в состоянии, близком к насьгщению: т.е. эта величина намагничивающего поля Н была порядка Н> и составляла для ленты этого типа величину 600 А/см. Для обоснования величины перпендикулярного подмагничивающего поля, которое согласно предлагаемому способу должно составлять

65-75Х. от величины намагниченности насыщения ленты, испытаны следующие величины Н : 500, 650, 720, 780, 840 и 900 A/см (при Н = 600 А/см), что составляло соответственно 42, 54, 60, 65, 70 и 75 от величины намагниченности насыщения N, которая для ленты данного типа составляла 1200 А/см.

Использование меньших подмагничивающих перпендикулярных полей не обеспечивает желаемого прироста чувствительности, нормальная составляющая поля записи дефекта возрастает, но незначительно. Увеличение Н1 900 А/

/см нецелесообразно по технйческим причинам. Кроме того, оно обеспечивало уже достаточное увеличение чувствительности для выявления малых и глубокозалегающих дефектов.

Результаты испытаний, приведенные на фиг.6, где представлены магнитограммы полей дефектов, записанные при указанных условиях, показывают, что при увеличении напряженности перпендикулярного подмагничивающего поля величина нормальной составляющей поля записи дефекта Н „„ растет, и увеличивается в несколько раз в сравнении, когда нормальное подмагничива-ние равно Н = О. Так при H = 600 А/

/см и Н = 900 А/см (что составляет

75Х от величины N ) величина выросла приблизительно в 6-7 раэ по сравнению с Н0 = 600 А/см при Н = О.

Такое же увеличение сигнала обеспечивается при приложении Н величиА ной 840 и 780 А/см, что составляет соответственно 70 и 657 от величины

N>, Это подтверждает оптимальность предлагаемых величин перпендикулярного подмагничивающего поля, которое согласно предлагаемому способу должно составлять 65-75Х от величины М .

Как видно из фиг.б, поля Н> меньшей величины (720, 600 и 500 А/см) не обеспечивают необходимого увеличения сигнала.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность работать в области пре15

Фо р мул а и з о бр е т е ни я

Способ магнитографического контро" ля изделий иэ ферромагнитных материаВНИИПИ Заказ 3776/46 Тираж 847

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1413513 б дельно допустимых величин намагни амагничи- лов заключающийся в том, что магнит1 вающих полей, увеличивая этим зар им зарн- ную ленту укладывают на поверхность нее слабые сигналы от глу о убокозалегаю- изделия и намагничивают совместно с щих или незначительных по размер аэмерам иэделием постоянным магнитным полем, дефектов. 3то достигается благодаря а качество изделия определяют по поприменению перпенди пендикулярного подмаг- лученной магнитограмме, ничивающего поля, воэдеиствие которо- ю щ ю и и с я тем что с целью повыЭ 9 го как бы линеаризует ампл т амплитудную ха- шения чувствительности контроля к рактеристику (зависимость остаточной 1О подповерхностным дефектам, ленту с намагниченности от величи еличины поля) изделием одновременно дополнительно ленты и увеличивает ее ивает ее линейный учас- намагничивают постоянным магнитным ток в области полей, больших поля на- полем, перпендикулярным ее поверхноссыщения ленты Н ти которое отключают после снятия

1 основного, а величину напряженности перпендикулярного поля выбирают равной 65-757. от величины намагниченности насыщенной ленты.