3. 3. Магнитографическая дефектоскопия

Процесс магнитографического контроля [3–5] состоит из двух операций: записи полей рассеяния над объектом контроля (рис. 4. 9а) и считывания магнитного отпечатка с ленты (рис. 4. 9б). При записи лента 4 укладывается на объект контроля 1 (прижимается к его поверхности) и контролируемый участок намагничивается (обычно электромагнитом). Считывание производится в специальном аппарате (он называется магнитографическим дефектоскопом), который снабжен вращающимся барабаном с закрепленным на нем преобразователем. Лента протягивается

Рис. 4. 9. Процесс магнитографической дефектоскопии:

а – запись, б – воспроизведение; 1 – объект контроля, 2 – электромагнит, 3 – магнитные силовые линии, 4 – лента, 5 – дефект, 6 – преобразователь, 7 – линия сканирования, 8, 9 – представление информации

вплотную к барабану – происходит построчное сканирование. В качестве преобразователей используются магнитные головки или феррозонды [3].

Для записи полей рассеяния обычно применяют двухслойные ленты, состоящие из немагнитной основы (ацетилцеллюлозы, полихлорвинила, лавсана) и магнитоактивного слоя – магнитного порошка, взвешенного в лаке. Для изготовления рабочего слоя используют гамма-окисел железа -Fe₂O₃, железокобальтовый феррит CoFe₂O₃, двуокись хрома CrO₂ .

Преимущества магнитографии:

2. лента легко деформируется, поэтому можно контролировать изделия сложной формы, например, сварные швы с валиком;

2. процессы записи и считывания разнесены в пространстве и времени, поэтому запись можно осуществлять в сложных условиях (например, под водой), а считывание – в оптимальных условиях;

2. лента является документом.

Однако у метода имеется специфическая особенность – магнитная лента является существенно нелинейным звеном. Одна из важнейших магнитных характеристик ленты – функция , т. е. зависимость остаточной намагниченности от приложенного магнитного поля. На рис. 4. 10 цифрой 1 обозначена кривая намагничивания некоторой ленты. Если намагнитить ленту до насыщения полем , а затем его отключить, то лента будет иметь максимальную остаточную намагниченность, но если приложить поле, то лента приобретет остаточную намагниченность. Кривая 2 на рис. 4. 10 показывает зависимость остаточной намагниченностиот приложенного поля.

Рис. 4. 10. Кривая намагниченности (1) и зависимость остаточной

намагниченности магнитной ленты (2)

Рассмотрим процесс формирования на ленте магнитного отпечатка. На рис. 4. 11а в упрощенном виде (в форме треугольника) изображена тангенциальная составляющая поля дефекта от координатыx. На рис. 4.11б приведены упрощенные зависимости для лент 1 и 2. Для примера выберем ленту 1. Поле дефектане оставит на ленте отпечатка, т. к. согласно зависимости 1 на рис. 4.11б при приложении такого поля остаточная намагниченность не возникает. Кроме того, при превышении полем дефекта величины(при) остаточная намагниченность также перестанет меняться, достигнув величины. Заметим, что полеравно полю дефектав точках с

Рис. 4. 11. Запись поля дефекта (а) на ленты с характеристиками 1 и 2 (б),

остаточная намагниченность (в) и поляризация (г) лент

координатами , а поле. Таким образом, остаточная намагниченность на ленте будет меняться при изменении x в пределах , а также при. На участкебудет иметь место равенство. Указанная зависимость остаточной намагниченности ленты от координатыx отражена кривой 1 на рис. 4. 11в. В тех местах, где происходит изменение величины остаточной намагниченности M_r, образуются магнитные заряды (рис. 4. 11г). Величина зарядов:

. (4.17)

Зная величину и распределение зарядов на ленте, можно рассчитать то магнитное поле, которое они создают в окружающем пространстве.

Следует отметить, что, проведя аналогичные построения для ленты 2, мы получим (как видно из рис. 4. 11) другую систему зарядов, отличающуюся и по величине, и по расположению, а поэтому и другое поле отпечатка.

Поскольку магнитные заряды на лентах расположены вдоль, а у дефекта – по вертикальным граням, то поле отпечатка обеих лент будет отличаться и по топографии, и по величине от записанного поля.

Суммируя все сказанное, можно отметить, что на величину и топографию поля отпечатка влияют:

• крутизна характеристики ленты dM_r/dH;

• величина M_rs ленты;

• величина участка H_s – H₀;

• величина H₀;

• локализация поля дефекта – на одной и той же ленте равное по величине, но более «узкое» поле (т. е. имеющее больший градиент dH_x/dx) создает более высокие заряды.