Способ контроля напряженного состояния ферромагнитных изделий

Способ контроля напряженного состояния ферромагнитных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для неразрушающего контроля механических напряжений в ферромагнитных изделиях методом регистрации ЭДС магнитных шумов. Способ позволяет повысить точность контроля напряженного состояния за счет отстройки от влияния остаточной намагниченности изделия и правильного выбора режима временной селекции. При воздействии на контролируемое ферромагнитное изделие полем низкой частоты значение тока перемагничивания выбирают таким, чтобы при его увеличении на 20...50% значение ЭДС магнитных шумов осталось без изменения. В случае уменьшения ЭДС магнитных шумов изделие размагничивают и процесс контроля повторяют. Временной интервал стробирования, выбранный по эталонному образцу, в случае уменьшения значения ЭДС магнитных шумов контролируемого изделия смещают в сторону начала отсчета, что позволяет находить максимальное значение ЭДС в зонах с повышенным уровнем механических напряжений. По полученному значению ЭДС судят о напряженном состоянии контролируемого изделия. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G Ol N 27/83

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П.1НТ СССР

И ABTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4414253/25-28 (22) 25,04 ° 88 (46) 23.05.90. Бюл. Р 19 (72) H.Ñ.Êóçíåöîâ, Ю.Г.Артемьев, В.В.Филинов, А,В,Вагин, А,В.Карпов и Ю.А.Резников (53) 620.179,14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 789722,кл. Л 01 N 27/80, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1182380, кп. 0 01 N 27/83, 1984 ° (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО

СОСТОЯНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для нераэрушающего контроля механических напряжений в ферромагнитных иэделиях методом регистрации ЭДС магнитных шумов, Способ позволяет повысить точность контроля напряженного состояния за счет отстройки от влияния осИзобретение относится к контрольно-измерительной техники и может быть использовано для неразрушающего контроля механических напряжений в ферромагнитных изделиях методом регистрации ЭДС магнитных шумов, а также для прогнозирования склонности сталей к трещинообразованию.

Цель изобретения — повышение точности контроля, На фиг,lприведена блок-схема устройства, осуществляющего способ контроля напряженного состояния ферÄÄSUÄÄ 3566278 А1 таточ ной намагниченности иэделия и правильного выбора режима временной селекции, При воздействии на контролируемое ферромагнитное иэделие полем низкой частоты значение тока перемагничивания выбирают таким,чтобы при его увеличении на 20...507. значение ЭДС магнитных шумов осталось без изменения, В случае уменьшения ЗДС магнитных шумов иэделие размагничивают и процесс контроля повторяют. Временной интервал стробирования,выбранный по эталонному образцу, в случае уменьшения значения

ЭДС магнитных шумов контролируемого иэделия смещают в сторону начала отсчета, что позволяет находить максимальное значение ЗДС в зонах с повышенным уровнем механических напряжений, По полученному значению ЭДС м судят о напряженном состоянии контролируемого иэделия. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. ромагнитных изделий; на фиг,2,3 и 4 зависимости U (I), В(Н) и U (t/Т„), поясняющие физическую сущность технического решения, Устройство, осуществляющее способ контроля напряженного состояния,содержит генератор 1 пилообразного тока перемагничивания, соединенный с катушкой 2, последовательно соединенные катушку 3 регистрации магнитных шумов, усилитель 4, детектор 5, интегратор 6, индикатор 7, блок 8 стробирования,включенный между pblxo

1566278 дом генератора 1 и управляющим входом интегратора 6, и контролируемое изделие 9.

Способ реализуется следующим образом.

Эталонное изделие с известным максимально допустимым значением механических напряжений помещается в поле катушки 2, которое создается током генератора 1. При перемагничивании изделия в катушке 3 наблюдаются импульсы ЭДС магнитных шумов, которые усиливаются усилителем 4, отрицательные импульсы отрезаются детектором 5, а положительные проходят на интегратор 6„ Блок 8 стробирования управляется током генератора 1 и вырабатывает строб-импульс длительностью, открывающий интег- 2О ратор на время его действия. Индикатором 7 регистрируется мощность ЭДС магнитных шумов в строб-импульсе

Увеличивая ток генератора 1 на индикаторе 7, добиваются значения вели- 25 чины тока 1., при котором иэделие перемагничивается по предельной петле гистерезиса (фиг.2). Изменяя опорное напряжение 110 блока стробирования, изменяют временное положение стробимпульса и добиваются максимального показания индикатора 7. Это показание принимают за браковочный уровень, вьппе которого изделие должно браковаться, например, по критерию критического напряжения, Затем помещают в зону действия поля катуп|ки

2 контролируемое изделие, Дискретно перемещают строб †импул н сторону отсчета Т „ на величину (1...3)< 40 (фиг.4).Если ЭДС магнитного шума падает, то устанавливают строб-импульс н исходное положение, если возрастает — то устанавливают в новом максимуме мощности ЭДС магнитных шумов, Далее увеличивают амплитуду тока генератора 1 на 20 — 50 % от Т . Если показания индикатора не меняются, то принимают решение о годности изделия, если показания индикагора выше браковочного уровня — изделие бракуют, если ниже — то изделие оценивают как годное, Если же показания индикатора уменьшатся (признак наличия остаточной намагниченности), то изделие 9 выводят из взаимодействия с полем катушки 2 и размагничивают известным способом так, чтобы остаточная намагниченность не превьппала

У

2Н, где )Ig — напряженность магнитного поля эталонного изделия, нагретого вьппе точки Кюри и охлажденного в отсутствии магнитных полей (Н изме— о ряют заранее).Гнова помещают изделие в поле катушки 2 с прежним значением тока Тц и регистрируют показания индикатора, по которому описанным методом определяют годность изделия.

Предлагаемый способ может быть таким же образом использован при контроле по средней за полупериод перемагничинания мощности ЭДГ магнитных шумов. Б этом случае длительность строб-импульса о ., устанавливают равной Т ч1д

Таким способом повышается точность разбраковки изделий по величине механических напряжений за счет повышения чувствительности к напряжениям

0 путем временного стробирования, а также за счет исключения бракования вследствие намагниченности изделий, II р и м е р, Способ опробиронан при контроле механических напряжений стали 311 836, Особенностью стали является наличие градиентов напряжений, в зонах которых изделия склонны к растрескинанию, Для измерения уровня магнитного myMa используют прибор

АФС-3 который обеспечивает перемещение строба во нремени, на 1/40 часть от полупериода перемагничинания путем изменения положения переключателя на передней панели прибора на одну позицию, а также позволяет изменять величину. тока перемагиичивания с дискретностью 0,1А путем переключения второго переключателя на передней панели прибора, При контроле проводилось измерение ЭДС в изделии до намагничивания и после намагничивания. В процессе изготовления изделия подвергаются электромеханической обработке при импульсном воздействии током до 900А и намагничиваются до Н = 20 А/см.

Максимальная напряженность магнитного поля изделия, нагретого вьппе точки Кюри (850 С), составляет 2 А/см, Напряженность магнитного поля измеряют прибором МР-ЗХ фирмы Т ейе. Измерение магнитного шума проводилось при намагничивании током 0,3 A.Механические напряжения в изделии создают путем вворачивания в резьбоную часть изделия заглушки с различной величиной натяга. В процессе контроля установлено, что при напряженности магнитного поля более 4 А/см,при одних и тех же механических напряже5 ниях величина магнитного шума,в таком изделии превышала величину шума в размагниченном. Еще большее увеличение значения напряженности остаточного магнитного поля приводит к увеличению магнитного шума и может достигнуть граничной величины, принятой за браковочный (в 2 раза превышает величину шума в нагруженном изделии), При увеличении тока намагничива,ния на О 3 А в изделии с напряженностью магнитного поля 10 А/см величина магнитного шума уменьшается и становится близкой к уровню шуМа в полностью размагниченном изделии,Та- 20 кое изменение величин магнитного

5 1566278 6 величиной натяга значение ЭДС магнитных шумов понизилось до 26 усл.ед., для того же временного положения строба, Однако смещение строба на два положения в сторону отсчета периода перемагничивания привело к увеличению U до значения 41 усл,ед,,что говорит об увеличении уровня механических напряжений . Эксперименталь но установлено при контроле разных марок сталей, что положение максимума при изменении величины напряжений изменяется в пределах (1 — 3) . л

При контроле изделий с различным уровнем приложенных напряжений построены тарировочные зависимости Uz = т"(0 ) при определенных режимах перемагничивания, по которым определяют величину механических напряжений в контролируемом изделии.

30 шума при увеличении тока перемагничивания свидетельствует о наличии остаточной намагниченности изделия выше установленной величины, По предлагаемому способу проконтролирована группа изделий, среди которых были изделия с остаточной намагниченностью. При проведении контроля на рекомендуемом режиме I

= 03А получено значение ЭДС магнитного шума U„ = 55 усл,ед,, которое при увеличении тока перемагничивания до Т „= 0 5 А уменьшилось ро Uь, = — 36 усл,ед, После размагничивания изделия в соленоиде и проведения второго контроля получено значение ЭДС магнитного шума Пь, = 48 усл,ед,,которое не изменилось при увеличении тока до T — — 0,5А, Это указывает на то, что первоначальное изделие намагничено, и перед операцией контроля напряженного состояния такое изделие необходимо подвергать размагничиванию, Приложение растягивающих напряже- 45 ний приводит к увеличению и одновременно к смещению максимального значения ЭДС магнитных шумов U Поэтому при контроле напряженного состояния изделий, если временное положение 50 строба оставлять без изменения, то значение ЭДС может не только не увеличиться, но и даже уменьшаться (фиг,4, положение строба t ), Так при контроле механических напряжений в изделии получено максимальное значение U = 32 усл,ед, При создании растягивающих напряжений путем сворачивания заглушки с различной

Формул а изобретения

1. Способ контроля напряженного состояния ферромагнитных иэделий заключающийся в том, что контролируемое изделие перемагничивают периодически изменяющимся полем и регистрируют

ЭДС магнитных шумов в течение заданного интервала времени, сравнивают полученную величину ЭДС с ЭДС магнитных шумов, полученных при перемагничивании по предельной петле гистерезиса эталонного иэделия с известным значением механических напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля, предварительно определяют величину

ЭДС магнитных шумов в заданном интервале времени при перемагничивании эталонного изделия, соответствующую браковочному уровню в контролируемом изделии, выявляют зоны со значением

ЭДС магнитных шумов, близкими к браковочному уровню, увеличивают ток перемагничивания контролируемого изделия и регистрируют изменение величины ЭДС магнитных шумов, при уменьшении величины магнитных шумов перемагничивающее поле убирают, контролируемое изделие размагничивают до напряженности остаточного поля не более

2Н где Н о — напряженность магнитного поля эталонного иэделия, нагретого выше точки Кюри и охлажденного в отсутствии магнитных полей, затем снова измеряют ЭДС магнитных шумов при первоначальной величине тока пе1566278 ремагничивания и по полученному значению ЭДС судят о напряженном состоянии изделия, 2. Способ по п.1, о т л и ч а ю5 шийся тем, что заданный интер— вал времени устанавливают равным полупериоду перемагничивания, 3. Способ по п,l о т л и ч а юtq и Й с я тем, что заданный интервал времени устана ливают менвше полупериода перемагничивания, изменяют его временное положение до момента достижения максимального значения ЭДС магнитного шума, а в процессе контроля зон изделий со значением ЗДС магнитного шума, близким к браковочному уровню, перемещают заданный интервал времени в сторону начала отчета полупериода перемагничивания, ! 566278

tg 1

Риа. Ф

Составитель И.Кесоян

Техред М.Дидык Корректор М.Максимишинец

Редактор С,Патрушева

Подписное

Тираж 511

Заказ 1218

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. 1агарина, 101