Способы намагничивания

Существует большое число схем циркулярного, полюсного и комбинированного намагничиваний. Некоторые из таких схем по ГОСТ 21105-87 приведены в табл. 4.

Как тип преобразователя, так и вид намагничивания определяют возможности магнитного контроля.

Таблица 4. Принципиальные схемы намагничивания

Намагничивание	Способ	Схема
1	2	3
Циркулярное	Пропусканием тока по всему объекту
	Пропусканием тока по части детали
	Пропусканием тока по проводнику, помещенному в сквозное отверстие в объекте

Продолжение таблицы 4.

1	2	3
Циркулярное	Путем индуцирования тока в детали
	Пропусканием тока по торои­дальной обмотке, напитой на деталь
	По участкам детали
	Возбуждением тока в детали
Продольное (полюс­ное)	При помощи постоянного ма­гнита
	При помощи электромагнита
	При помощи соленоида
	Перемещением постоянного магнита по объекту

Окончание таблицы 4.

1	2	3
Комбинированное	Пропусканием тока по объекту и при помощи магнита
	Пропусканием по объекту двух токов во взаимно перпендикулярных направлениях
	Индуктированием и пропусканием тока по проводнику, помещенному в сквоз­ное отверстие в объекте
Во вращающемся магнитном поле	При помощи соленоида вращающегося магнитного поля
Примечание. Обозначения: О — объект контроля; Ф — магнитный поток; I — электрический ток.

Для намагничивания деталей машин применяют постоян­ный, переменный, однополупериодный, выпрямленный и им­пульсный токи. Дефекты хорошо обнаруживаются в случае, когда направление намагничивания контролируемой дета­ли перпендикулярно направлению дефекта. Поэтому прос­тые детали намагничивают в двух взаимно перпендикуляр­ных направлениях, а детали сложной формы — в несколь­ких направлениях.

Циркулярное намагничивание осуществляется при про­пускании тока по контролируемой детали или через проводник, помещенный в ее отверстие. Наиболее эффективно циркулярное намагничивание деталей, имеющих форму тел вращения. Полюсное намагничивание осуществляется с по­мощью электромагнитов, постоянных магнитов или соле­ноидов. При этом обычно деталь легче намагничивается идоль своего наибольшего размера. На ее краях образуются полюсы, создающие поле обратного направления. Комбинированное намагничивание осуществляется при одновре­менном намагничивании детали двумя или несколькими изменяющимися магнитными полями. При этом можно пстретить любое сочетание видов тока.

Рассмотрим особенности наиболее распространенных пидов намагничивания.

Продольное (полюсное), циркулярное и комбинирован­ное намагничивания отличаются преимущественным нап­равлением магнитного потока относительно наибольшего размера объекта контроля. Продольное намагничивание можно осуществить с по­мощью постоянного магнита, электромагнита или соленои­да (рис. 31).

Рис. 31. Варианты продольного на­магничивания.

Продольное намагничивание в соленоиде используют при контроле протя­женных объектов типа прутков, штанг. При этом сказывается влияние размагничивающего фактора (коэффициента формы). Истин­ная напряженность магнитного поля внутри объекта меньше расчетной. Влияние намагничиваемых областей детали и сложность конфигурации намагничиваемой области затрудняет расчет магнитного поля внутри детали. Для выбора режима намагничивания деталей сложной формы и опре­деления чувствительности необходимо изменять напряжен­ность намагничивающего поля. Область поля рассеяния окружена участками, где полей рассеяния практически нет. Большинство первичных измерительных преобразователей имеют относительно большие размеры, поэтому получается усредненное по их размерам значение напряженности, т. е. явно заниженные величины.

При продольном намагничивании выявляются попереч­ные, т.е. направленные ортогонально направлению маг­нитного потока дефекты. Очевидно, что при использовании постоянного магнита или электромагнита для продольного намагничивания контроль лучше всего проводить несколь­ко раз, намагничивая участок детали в различных направ­лениях.

Циркулярное намагничивание осуществляют, пропус­кая ток через деталь или проводник, проходящий сквозь отверстие в контролируемой детали. Этот вид намагничи­вания применяют для выявления продольных дефектов, а также дефектов, расположенных под небольшим углом к оси детали. Основные разновидности циркулярного намаг­ничивания показаны на рис. 32. Протяженные детали в виде стержней, осей, у которых рабочей является боковая поверхность, намагничивают, пропуская ток через контакты на торцах. Для циркулярного намагничивания участков длинных деталей, а также в случае недоступности использования торцов контакты устанавливают на боковую поверхность детали.

Рис. 32. Разновидности циркулярного намагничивания.

Недостатком этого способа является то, что в местах контактов возможен сильный разогрев де­тали и образование прижогов (областей термического воздействия с измененными механическими свойствами). При контроле деталей в виде труб, колец ток проходит по про­воду, пропущенному через отверстие.

При циркулярном намагничивании можно приближен­но оценить напряженность магнитного поля при пропус­кании по нему тока I. По закону полного тока:

H=I/2πr,

где r — радиус детали.

По этой же формуле можно провести расчет и для слу­чая, когда расстояние l между контактами значительно больше диаметра детали d, т.е. при l/d > 5...10.

Обычно считают, что Н = I/2πr_ср, где r_ср — средний радиус детали.

В случае намагничивания пластин расчет менее точен, но можно полагать, что при соотношении сторон сечения более 10...15 напряженность магнитного поля на поверх­ности пластины определяется соотношением:

H = I/2b,

где b — большая сторона сечения пластины.

Комбинированное намагничивание осуществляется од­новременным намагничиванием детали обычно переменными полями в двух взаимно перпендикулярных направлениях с целью выявления дефектов разной ориентации. Очевидно, что намагничивающие поля желательно иметь разной частоты. На рис. 33 показаны основные варианты комбинированного намагничивания.

Рис. 33. Некоторые варианты комбинированного намагничивания.

Рис. 34. Происхождение ложных Рис. 35. Способы уменьшения влияния

индикаций при продольном размагничивающегося фактора при

намагничивании разнотолщииных деталей. продольном намагничивании.

Для полей различных частот их взаимное влияние практически отсутствует, и каждое поле намагничи­вает объект только в своем направлении. В результате с мак­симальной чувствительностью можно выявлять дефекты, ориентированные в двух ортогональных направлениях. Де­фекты промежуточных направлений будут также выявлены, но с меньшей чувствительностью. Поэтому с помощью комбинированного намагничивания выявляют дефекты, ориенти­рованные произвольно.

При использовании индуцированного тока в детали, как, например, в третьем случае на рис. 33, возможно за­мыкание тока не через деталь, а через магнитопровод. Во избежание этого между деталью и магнитопроводом приходится устанавливать изоляционные прокладки.

Для получения достоверной информации надо уметь отделить ложные индикации. На рис. 34 показано происхождение ложного дефекта в зоне резкого изменения сечения детали. Надо понимать, что небольшую, короткую деталь в направлении поля намагнитить сложнее, чем протяженную (рис. 35) из-за влияния размагничивающего фактора. Однако есть технологические приемы (рис. 35), позволяющие уменьшить влияние этого явления.