Трещины

H_ц

Рис. 6.14 Схема намагничивания (пропусканием тока по детали

и по электромагниту):

I – сила тока; H_t – напряженность магнитного поля

при полюсном намагничивании; H_ц – напряженность магнитного

поля при циркулярном намагничивании

Примечание. По электромагниту или по соленоиду и по детали одновременно

протекают переменные токи, сдвинутые по фазе на 90°. При этом вектор

напряженности магнитного поля в течение периода меняет свое направление

поочередно то на продольное Н_t, то на циркулярное Н_ц, обеспечивая выявление трещин любого направления.

Рис. 6.15 Схема намагничивания (пропусканием тока по детали и по соленоиду):

I – сила тока; H_t – напряженность магнитного поля

при полюсном намагничивании; H_ц – напряженность магнитного

поля при циркулярном намагничивании

I₂

H₁

I₁

H₂

Деталь

Tрещины

Примечание. Токи I₁ и I₂ сдвинуты по фазе на 90°.

Рис. 6.16 Схема намагничивания (пропусканием тока по детали

в двух взаимно перпендикулярных направлениях):

I₁ и I₂ – сила тока; H₁ и H₂ – напряженность магнитного поля

П римечание. Переменный ток I₁ электромагнита Э, создает магнитный поток

в сердечнике, который одновременно является проводником тока I₂,

создающего циркулярное намагничивание детали (Н_ц). Индуцированный ток I_и

обеспечивает продольное намагничивание (Н_и) внутренней и наружной поверхностей детали Д

Рис. 6.17 Схема намагничивания (индуцированием тока

в детали и пропусканием тока по проводнику,

вставленному в отверстие детали)

Во вращающемся магнитном поле способ и схема намагничивания (рис. 6.18) выглядят следующим образом:

H

Деталь

Катушка с сердечником

Примечание. Катушки питаются от трехфазной сети переменного тока,

при этом результирующий вектор напряженности магнитного поля

непрерывно вращается. Выявляются трещины любой ориентации

Рис. 6.18 Схема намагничивания во вращающемся магнитном поле:

H – напряженность магнитного поля

6.2 Особенности намагничивания деталей постоянным, переменным и импульсным полями

Для намагничивания и размагничивания деталей применяют следующие виды токов (табл. 6.1):

• переменный синусоидальный (промышленной или повышенной частоты);

• выпрямленный однополупериодный;

• выпрямленный двухполупериодный;

• выпрямленный 3-фазный;

• постоянный;

• импульсный.

Переменный, выпрямленные, постоянный токи используют для циркулярного, полюсного и комбинированного намагничивания. Импульсный ток обычно применяют для циркулярного и полюсного намагничивания.

Длительность пропускания тока при контроле СОН составляет от нескольких мс до 0,5…1 секунд. При контроле СПП ток пропускают либо непрерывно в течение всего процесса контроля, либо с паузами, при этом время включения тока обычно составляет 0,1…3 с, а время паузы – 1…5 с, т.е. ток является прерывистым.

Плотность тока в обмотках из медного провода стационарных электромагнитов, многовитковых соленоидов составляет порядка 3…4 А/мм², что по тепловому режиму позволяет использовать их без ограничения времени включенного состояния. Если обмотка выполнена из алюминиевого провода, то плотность тока в ней уменьшают до 1,5…2,5 А/мм².

Соленоиды, выполненные медной шиной, или гибкие намагничивающие кабели рассчитывают на повторно-кратковременный режим работы с повышенной плотностью тока 15…20 А/мм² и более.

При контроле СОН измеряют амплитудное значение тока, так как остаточная намагниченность определяется амплитудой тока. При контроле СПП накопление порошка над дефектом определяется эффективным значением тока.

Остаточная намагниченность зависит не только от вида и силы тока, но и от параметров выключающих устройств, которые должны обеспечить стабильное получение остаточной намагниченности и исключить в процессе выключения тока возникновение обратных полей, уменьшающих остаточную намагниченность.

Переменный ток (см. табл. 6.1) промышленной частоты используют для намагничивания как при контроле СПП, так и при контроле СОН и для размагничивания.

Таблица 6.1

Виды намагничивающего тока

Вид тока	Графическое изображение тока	Глубина намагниченного слоя детали, мм
1	2	3
Постоянный	I t	Все сечение детали
Переменный синусоидальный	I	h от 2 до 5
Выпрямленный однополупериодный	I	h от 3 до 10
Выпрямленный двухполупериодный	I t	h от 10 до 20
Выпрямленный 3-фазный	I T	h более 15 Д

Окончание табл. 6.1

1	2	3
Импульсный	I t	h от 0,1 до 3

Условные обозначения: I – сила тока; Т – период колебаний;  – длительность импульса; t – время; Д – деталь; h – глубина проникновения переменного тока.

Считается, что постоянный ток наиболее удобен для выявления внутренних дефектов, находящихся на расстоянии 2…3 мм от поверхности. Однако детали с толщиной стенки более 20…25 мм не следует намагничивать постоянным током, т. к. их трудно размагнитить после контроля. Кроме того, такие дефекты можно обнаружить с помощью переменного (и импульсного) тока, если его амплитуду увеличить в 1,5…2 раза по сравнению с амплитудой тока, рассчитанной для выявления поверхностных дефектов. Это справедливо как для контроля СПП, так и для контроля СОН.

Кроме того, переменный ток более эффективен по сравнению с постоянным для контроля деталей с малым удлинением как при контроле СПП, так и при контроле СОН. Увеличение частоты поля приводит к уменьшению размагничивающего поля и позволяет выявлять дефекты на деталях сложной формы – с удлинением 1:2. Глубину проникновения переменного тока h в стальную деталь ориентировочно можно определить по формуле

h = 17/ .

Так, глубина проникновения переменного поля на частоте f = 50 Гц составляет 2,4 мм, а поля частотой 400 Гц – 0,8 мм,

Важным моментом является также то, что дефектоскопы, в которых намагничивание деталей осуществляется переменным током, при контроле СОН должны обеспечивать выключение тока в момент перехода его через нуль. Это позволит получить стабильное значение остаточной магнитной индукции в контролируемой ферромагнитной детали. Последнее условие достигается применением, например, тиристорных схем выключения намагничивающего тока.

Постоянная составляющая тока, возникающая при различных схемах выпрямления переменного тока промышленной частоты, может иметь разные значения. Если выпрямление осуществлялось по однополупериодной схеме, то I = 0,3 А, где А – амплитуда переменного тока; в случае двухполупериодной схемы I = 0,63 А; постоянная составляющая выпрямленного трехфазного тока составляет 0,8 А.

Импульсный ток эффективен для контроля СОН с применением кабелей, электроконтактов и других устройств, имеющих относительно небольшие индуктивные сопротивления. Импульсный ток применяют для контроля небольших участков крупногабаритных деталей в конструкции и деталей с малым удлинением, в том числе менее единицы.