Министерство транспорта Российской Федерации

Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра "Строительные и путевые машины" А.Е. Стецюк

Феррозондовый метод контроля

Методические указания

по выполнению лабораторной работы

Хабаровск

2011

1.8. Феррозондовый метод контроля

1.8.1. Основные положения

Феррозондовый метод неразрушающего контроля основан на выявлении феррозондовым преобразователем магнитных полей рассеивания дефектов в намагниченных изделиях.

Метод служит для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов типа нарушения сплошности: сварных швов, волосин, трещин, раковин, плен, закатов и др.

Метод позволяет контролировать любые изделия, если их размеры и магнитные свойства позволяют намагничивание до степени, достаточной для создания магнитного поля рассеивания, обнаруживаемого над дефектом с помощью феррозондового преобразователя.

1.8.2. Выявление магнитных полей рассеивания дефектов

Для оценки возможностей выявления магнитных полей рассеивания дефектов рассмотрим пример, в котором производится намагничивание детали с плоской поверхностью бесконечных размеров (рис. 19, а). На поверхности детали имеется бесконечно длинная трещина с ровными краями. Намагничивание производится вдоль поверхности перпендикулярно трещине, поэтому составляющая магнитного поля равна нулю, а для обнаружения поля рассеивания дефекта представляет интерес изучение поведения только состав­ляющих (тангенциальной) и (нормальной). Поведение тангенциальной и нормальной составляющей вектора магнитного поля иллюстрируют векторные диаграммы в пяти точках, расположенных на линии измерения (рис. 19, в). Линия измерения, проходящая на некотором расстоянии от поверхности детали, показана пунктиром (рис. 19, а).

С помощью дефектоскопической аппаратуры проще производить измерение не составляющие вектора , а его проекции и на оси координат. Фрагменты зависимостей и показаны на рис. 19. б. Следует отметить, что зависимость показана без постоянной составляющей, т.е. характеризует тангенциальную составляющую только магнитного поля рассеивания дефекта.

Рис. 19. Образование поля рассеивание вблизи дефекта: а – магнитное поле рассеивания вблизи дефекта; б – зависимости составляющих и магнитного поля; в – векторные диаграммы составляющих и вектора в контрольных точках

Значения функций (без постоянной составляющей) и соизмеримы в точках экстремума и имеют вполне пригодную форму для поиска и локализации дефектов. Несмотря на это предпочтительнее является использование функции . Это объясняется следующим: вне дефекта значение функции равно нулю, а функция имеет постоянную составляющую, связанную с внешним магнитным полем, наличие которой является помехой. Выявление дефекта с использованием функции возможно сравнением ее значения с некоторым установленным пороговым значением.

Следует отметить, что реальная функция отличается от идеализированной формы, показанной на рис. 19, б. Данные отклонения связаны с различными факторами, в частности наличием магнитных пятен и структурной неоднородности металла, наличием резких изменений сечения детали и шероховатости поверхности и др.

Обратим внимание на то, что между точками 2 и 4 над дефектом (рис. 19, б), соответствующими экстремумам сигнала по , крутизна больше, чем в бездефектных зонах. Эта особенность может быть использована для выявления дефекта: измерять в каждой точке и сравнивать с пороговым значением не текущее значение функции , а ее производную по координате х. Такая производная обозначается и называется градиентом напряженности магнитного поля.

На практике измерять производную не обязательно. Ее величину оценивают как частное от деления разности значений напряженности в двух соседних точках в направлении намагничивания детали (последующей и предыдущей) на расстояние между этими точками. Так для точек 2 и 4 (рис. 19, б) градиент нормальной составляющей поля дефекта будет равен

. (8)