Способ обнаружения дефектов в изделиях из магнитного материала — SU 56145 (original) (raw)
Зарегистрировано в Бюро последующей регистрацииизобретений Гослдана при СН 1( С М. М, Слиозберг. Способ обнаружения дефектов в изделиях из магнитного материала.Ряд известных методов магнитной дефектоскопии основан на улавливании магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии дефекта у поверхности исследуемого тела, при намагничивании его сильным магнитным полем пли при пропускании по нему токов большой силы.В частности, известно использование для указанной цели вращающихся магнитных полей. Обычно подобные методы используются для контроля изделий правильной цилиндрической формы, например, валов, труб, вагонных ооей и т. п. Для создания вращающегося поля может быть использована магнитная система по типу статора электрической машины трехфазного тока, окружающая исследуемую деталь. При включении обмоток в сеть трехфазного переменного тока в статоре возникает вращающееся поле, пронизыва 1 ощее исследуемое изделие, При этом, в последнем возбуждаются вихревые токи, создающие собственный магнитный поток, замыкающийся внутри изделия. Если в нем имеется поврежденное место 1 раковина, трещина, пли иной дефект), то магнитный поток выходит наружу, создавая магнитный поток рассеянич над поврежденным местом.Зти потоки рассеяния могут быть обнаружены помощью соответствующих индикаторов различного типа, Вкачестве такого индикатора можетбыть использован порошок из ферромагнитного материала в сухом виде или в смеси с какой-либо жидкостью, служащей для покрывания исследуемого изделия, который, притягиваясь к поверхности последнего в месте вы-хода потоков рассеяния, указывает на наличие в данном месте дефекта.Особенность предлагаемого способа , заключается в том, что наличие пото ков рассеяния обнаруживают по изменениям характера создаваемого вращающимся полем движения взвешенных в жидкости частиц магнит- ного металла, закл:оченных в замкнутом сосуде. Таким образом, вращающееся магнитное поле действует, с одной стороны, на железные частицы суспензии и, с другой стороны, вызывает токи Фуко в исследуемом металле. Зти вихревые токи создают своп маггп 1 тпые 11 отоки рассеяп 11 я. Поддействием двух указанных магнитных 1потоков создается определенное движение железных частиц и, одновре-,менно, та или иная степень ее про- ,зрачности, Суспензия просвечиваетсятонким пучком света, падающего нафотоэлемент, и получаемые при этомфототоки в указательном или регистрирующем приборе фиксируют в конечном счете те или иные аномалииметалла,На чертеже фиг. 1 и 2 изображают,в двух проекциях примерную формувыполнения устройства, основанного напредложенном способе, фиг. 3 - оптическую и электрическую схему устрой-ства.Исследуемое изделие 9 (труба, вали т. п.) окружено электромагнитной системой 7 по типу статора обычноготрехфазного двигателя, снабженногообмоткой 8. В ряде случаев практики,вместо изображенного на эскизе статора обычной формы, при исследовании балок, рельсов и других видовпроката может оказаться более целесообразной конструкция плоского развернутого статора с бегущим, а невращающимся магнитным потоком. Вданном случае имеется в виду одна изтех конструкций, которые находятприменение в индукционных и измерительных приборах (ватметрах), электроотбойных молотках и в других случаях, когда бегущее поле увязываетсяс поступательным движением механизма.В зазоре между статором 7 и изделием 9 помещено замкнутое полоекольцо из изолирующего прозрачногоматериала (стекло, целлюлоид и т. и.),заполненное, так называемой, магнитной суспензией, состоящей из порошкажелеза, крокуса и т. п взвешенных вкеросине или бензине. Вращающеесямагнитное поле увлекает за собой спостоянной скоростью железные частицы, распределяющиеся по периферии кольца. Если учесть, что мощность, обусловливаемая вращающимся,магнитным потоком, пропорциональнаквадрату напряжения, приложенного к,зажимам обмотки, и что скорость вращающихся железных частиц постоян-на, при определенной вязкости жидко-,сти и частоте тока, то деиствующая на частицы тангенциальная сила Р легко поддается регулированию со стороны подводимого к обмотке напряжения.В то же самое вращающееся магнитное поле, в котором находится кольцо с магнитной суспензией, вводится исследуемое ферромагнитное изделие. В последнем индуктируются вихревые токи или токи Фуко. Эти токи создают свои магнитные потоки, действующие с определенной силой притяжения на железные частицы суспензии. Сила втягивания частиц в неоднородное поле определяется по формуле:йНР=зхНйгде з - объем частицы х - магнитная восприимчивость частицы Н - напряженность поля рассеяния в месте нахождения частицы.с 1 Н-- градиент поля рассеиванияЙв том ке месте.Эта формула ясно говорит о зависимости силы Р, от характера магнитного поля металла, как, например, от радиуса кривизны, от степени пологости или крутизны силовых линий, т. е. Г в конечном счете определяется специфичностью металла (его структурой, дефектами).Под воздействием данной силы прежняя траектория частиц резко меняется, отклоняясь от периферии к внутреннему кругу кольца. Результирующая двух основных сил Р и Р приводит к перераспределению частиц в кольце, к той или иной сгущенности нли плотности суспензии во внутренней зоне трубки, где раньше (при отсутствии исследуемого металла) мы имели чистую, прозрачную жидкость. Это перераспределение частиц в кольцевой трубке может быть обнаружено на глаз, но более целесообразным является использование для этой цели фотоэлемента./При фотоэлектрическом просвечивании суспензии мы получаем фототоки, изменяющиеся в зависимости от расположения магнитных частиц и, тем самым, мы получаем ясное, объективноепредставление о всех изменениях вфактическом строении исследуемогометалла.Таким образом, мы сводим магнит-ный анализ металла к исследованиюпрозрачности суспензии или, в известной степени, к ее колориметрическомуи нефелометрическому исследова-нию,Фотоэлектрическая часть устройстватакже изображена на прилагаемых чертежах,Луч от источника света 1 проходитчерез линзу 2, диафрагму 3, призму 4и кольцо 13, заполненное магнитнойсуспензией 12, и попадает затемнафотоэлемент 5, в цепь которого включенизмерительный прибор 16. Источниксвета и вся оптическая часть заключены в кожух 10, не пропускающийсвета. Процесс испытания осуществля-ется следующим образом.Исследуемое изделие 9, в напра-вляющих роликах 14, с определеннойскоростью пропускается сквозь статор 7, обмотка которого включена всеть переменного тока. О наличии дефекта судят по отклонению прибора 1 бв цепи фотоэлемента 5. Так как поврежденное место изделия может ока-заться со стороны, противоположнойрасположению фотоэлемента, то, помимо продольного смещения, изделие сле-,дует также поворачивать вокруг соб-ственной оси,. Пред мет изобретения.1. Способ обнаружения дефектов в изделиях из магнитного материала путем возбуждения в них вращающегося магнитного поля, например, при помощи магнитной системы в виде трехфазного кольцевого статора, охватывающего деталь, отличающийся тем, что наличие дефекта определяют по круговому движеншо взвешенных в жидкости частиц магнитного материала, при одновременном воздействии на них вращающегося поля и потоков рассеяния, возникающих под действием того же поля в исследуемом теле, в случае наличия в нем поврежденного места.2. Уст ройство для осуществления способа по п. 1, отличающееся применением замкнутого кольцеобразного сосуда из прозрачного материала, предназначенного для заполнения его какой-либо жидкостью с взвешенными в ней магнитными частицами, с целью создания кругового движения частиц под действием вращающегося магнитного поля, при помещении внутрь кольца исследуемой намагниченной детали,3. В устройстве по п. 2 применение фотоэлемента, предназначенного для освещения его лучом, проходящим сквозь кольцевой сосуд, для того, чтобы по величине фототока, меняющейся в зависимости от прозрачности заполняющей сосуд жидкости, можно было определить место нахождения повреждения в исследуемом изделии.
Способ обнаружения дефектов в изделиях из магнитного материала