Добавил:
instagram.com Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
учебник / Primenenie_magnitnykh_materialov.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
11.06.2025
Размер:
9.1 Mб
Скачать

на основе МЧ концентрируются в заданной области и служат контрастным веществом для МРТ. К таким комплексам можно присоединить препараты, оказывающие лечебное воздействие на клетки определенных типов.

В медицинской практике магнитные свойства МЧ могут использоваться при одновременном применении гипертермической эмболизации, адресной доставки и МРТ или при любом их сочетании.

§ 6.9. Магнитные суспензии

Магнитные суспензии применяются для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов. В отличие от рассмотренных ранее жидких неоднородных сред они не стабилизированы, поэтому седиментационно неустойчивы (равномерно распределенные в дисперсионной среде МЧ медленно оседают или всплывают на поверхность жидкости). Отсутствие стабилизации определяет высокую подвижность МЧ, которая используется при проведении магнитопорошкового контроля различных деталей и конструкций.

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля основан на явлении притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рассеяния, возникающими над дефектами в намагниченных объектах контроля. Он предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных (на глубине до 1,5…2 мм) дефектов, связанных с нарушением сплошности материала изделия (трещины, волосовины, расслоения, дефекты сварных соединений в деталях, изготовленных из ферромагнитных материалов с μ ≥ 40).

Рассмотрим участок ферромагнетика с однородными магнитными свойствами и магнитной проницаемостью μ1 (рис. 6.22, а). В однородно распределенном магнитном поле напряженностью H0 ферромагнетик приобретет магнитную индукцию В0. В бездефектной области линии магнитной индукции не меняют своего направления. Магнитный поток, пересекающий дефект, встречает большое магнитное сопротивление в виде прослойки воздуха или неферромагнитного включения, при этом линии магнитной индукции искривляются. Ниже основания дефекта линии магнитной индукции уплотняются (если образец намагничен не до насыщения). Часть линий пройдет через воздушный зазор, остальные замкнутся по воздуху над поверхностью образца.

230

а

б

Рис. 6.22. Распределение силовых линий магнитного поля

вферромагнитном материале, имеющем дефект:

а– топография; б – модель

Создаваемый эффект можно объяснить с точки зрения магнитостатики (рис. 6.22, б). Поток магнитной индукции В0 на границе раздела ферромагнитной и воздушной (или иной немагнитной) сред, имеющей магнитную проницаемость μ2 << μ1, создает фиктивные магнитные полюса, между которыми возникает размагничивающее поле Нd, направленное навстречу намагничивающему полю в исследуемом образце. Размагничивающее поле в основном замыкается через воздушную среду, чем создает поток рассеяния в самом дефекте и над ним (эффект выпучивания). Поле Нd также называется полем рассеяния. Таким образом, магнитное поле рассеяния дефекта – это локальное магнитное поле, возникающее в зоне дефекта вследствие поляризации его границ потоком магнитной индукции образца.

Вероятность идентификации дефекта* повышается в том случае, если линии магнитной индукции пересекают наибольшую площадь дефекта, т. е. располагаются перпендикулярно его плоскости (при направлении магнитного поля под углом менее 30° дефекты могут быть не выявлены). Если ориентация дефектов неизвестна, то производят несколько испытаний, намагничивая деталь в разных направлениях. После каждого намагничивания осмотренные детали подвергаются размагничиванию с помощью одного из следующих способов:

* Получить первичную информацию о дефектах можно различными способами, основанными на регистрации магнитных полей рассеяния: магнитопорошковым, индукционным, феррозондовым, магниторезисторным и др.

231

нагревания до точки Кюри;

однократного приложения встречного магнитного поля такой напряженности, после уменьшения которой до нуля деталь оказывается практически размагниченной;

воздействия знакопеременного магнитного поля с постепенным уменьшением его амплитуды до нуля.

Одним из способов визуализации неоднородности магнитного поля является использование ферромагнитных частиц удлиненной формы. Такие частицы вводятся в исследуемую область контролируемого изделия в виде «сухого» порошка (пульверизатором, резиновой грушей или ситом) или в составе предварительно перемешанной магнитной суспензии (поливом слабой струей), при этом каждая частица представляет собой магнитный диполь с магнитными полюсами N и S на концах (рис 6.23, а). В области дефекта на частицу действуют вращающий момент, разворачивающий диполь по направлению силовых линий магнитного поля рассеяния, сила трения, сила тяжести и пондеромоторная сила, втягивающая ее в область с более высоким значением напряженности магнитного поля (рис. 6.23, а).

Врассматриваемом случае эта область располагается вокруг дефекта. Подставив в (6.2) значение m = MV и умножив числитель и знаменатель на Н, получим выражение для пондеромоторной силы, действующей на частицу:

F

 

MV

dH

 

H

 

VH

dH

,

(6.20)

 

 

 

m

0

 

dx H

0

 

dx

 

 

 

 

 

 

 

где χ – магнитная восприимчивость вещества (χ = μ – 1).

Если результирующая пондеромоторной силы Fm и силы тяжести

Fр , превышает силу трения*, то МЧ концентрируются в области дефек-

та 1. При этом МЧ притягиваются друг к другу, образуя цепочные структуры 2, ориентированные по магнитным силовым линиям поля рассеяния 3 (рис. 6.23, б). Намагничивание обследуемой области проводится до начала измерений или непосредственно в процессе контроля.

* Значение силы трения ниже для частиц, распределенных в жидкой неоднородной среде, по сравнению с ее значением при воздействии на частицы «сухого» порошка.

232

а

б

Рис. 6.23. Воздействие неоднородного магнитного поля на магнитную частицу: а – схема сил; б – расположение частиц в области дефекта

Методом магнитопорошкового контроля могут быть обнаружены поверхностные и расположенные внутри материала дефекты (последние – если магнитное поле рассеяния не полностью шунтируется слоем ферромагнетика).

Вмагнитопорошковом методе используются порошки железа или никеля либо их оксидов. В зависимости от шероховатости и цвета контролируемой поверхности используют магнитные порошки, имеющие естественную окраску (черные, красно-коричневые) либо окрашенные – цветные или люминесцентные. Максимальный средний размер частиц порошков, используемых в суспензиях, не должен превышать 60 мкм.

Вдисперсионные среды (масло, смесь масла с керосином, раз-

личные растворители* или вода) добавляют ингибиторы коррозии, антивспениватели, стабилизаторы, коагуляторы и другие вещества.

Преимуществами магнитопорошкового метода контроля являются:

высокая производительность;

высокая чувствительность;

возможность обнаружения трещин на начальной стадии их формирования;

возможность обследования сварных швов с резким переходом от наплавленного металла к основному;

возможность выявления поверхностных трещин сварных соединений.

*Растворители применяются при необходимости использования быстросохнущих дисперсионных сред.

233

Соседние файлы в папке учебник