DE742535C

DE742535C - Use of rotating magnetic fields in magneto-inductive test methods for the detection of longitudinal and transverse cracks, preferably in longer semi-finished products and devices for generating such rotating fields

Info

Publication number: DE742535C
Application number: DEH163466D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Kurt Matthaes
Original assignee: Heinkel Flugzeugwerke E GmbH
Current assignee: Heinkel Flugzeugwerke E GmbH
Priority date: 1940-10-17
Filing date: 1940-10-17
Publication date: 1943-12-06

Description

Anwendung magnetischer Drehfelder bei magnet-induktiven Prüfverfahren zum Nachweis von Längs- und Querrissen, vorzugsweise bei längeren Halbzeugen und Vorrichtung zur Erzeugung solcher Drehfelder Bei der magnetinduktiven Prüfung zum LE^eststellgen voln Rissen und ähnlichen Fehlern war es bisher schwierig, Längs- und Querrisse in einwandfreier Weise erkennen zu können. Bei der üblichen Magnetisierung ferromagnetischer Werkstoffe in Längsrichtung eines Stangenabschnittes durch eine um die Stange herumgelegte stromdurchflossene Spule treten Änderungen des Magnetfeldes nur an Querrissen auf, und Längsrisse werden daher nicht angezeigt. Es ist versucht worden, für die Anzeige von Längsrissen die in der Stange bzw. dem Rohr induzierten Wirbelströme nutzbar zu machen, indem die Leistungsaufnahme der der Magnetisierungsspule auf irgendeine Weise gemessen wurde (z. B. durch Hilfsspulen). Dies hat jedoch bisher nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt.Use of rotating magnetic fields in magneto-inductive test methods for the detection of longitudinal and transverse cracks, preferably for longer semi-finished products and Device for generating such rotating fields in the magnetic induction test for LE ^ eststellgen voln cracks and similar defects, it was previously difficult to determine longitudinal and to be able to recognize transverse cracks in a perfect way. With the usual magnetization ferromagnetic materials in the longitudinal direction of a rod section through a A current-carrying coil is placed around the rod and there are changes in the magnetic field only at transverse cracks, and longitudinal cracks are therefore not displayed. It's tried for the display of longitudinal cracks induced in the rod or tube Make eddy currents usable by reducing the power consumption of the magnetizing coil has been measured in some way (e.g. by auxiliary coils). However, this has so far did not lead to satisfactory results.

Man hat daher versucht bei derartigen Halb zeugen einer Querfeldmagnetislerung anzuzwenden und die Halbzeuge selbst durch Prüfspulen spiralig hin, hindurchgeführt. Hierdurch lassen sich Längsrisse nachweisen, docli ist das Verfahren verhältnismäßig umständlich.Attempts have therefore been made in such a half testify a transverse field magnetization to be applied and the semi-finished products themselves passed through test coils in a spiral. This enables longitudinal cracks to be detected, and the process is proportionate laborious.

Es ist auch bereits vorgeschlagen norden, bei Magnetpulverprüfverfahren zum Bestimmen von in beliebiger R Richtung verlaufenden Fehlen in ferromagnetischen Werkstücken die Magnetisierung durch ein sicii drehendes magnetisches Feld zu erzeugen. It has also already been proposed for magnetic particle testing to determine defects in any R direction in ferromagnetic Workpieces to generate magnetization by a sicii rotating magnetic field.

Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung zunächst in der Anwendung magnetischer Drehfelder bei magnetinduktiven Prüfverfahren, um hiermit in einfacher Weise gleichzeitig Längs- und Du errisse nachweisen zu können. Zur Erzeugung dieser Drehfelder dient eine Vorrichtung, bei der erfindungsgemäß zuir Querfeldmagnetisierung der Prüflinge drei- oder mehrpolig ausgebildete Elelitromagnete angeordnet sind, deren Wicklungen in Stern- oder Dreiekc- der entsprechender Schaltung verbunden sind und von Drehstrom oder einem anderen mehrpoligen Wechselstrom durchflossen werden. In contrast, the present invention consists initially in the application rotating magnetic fields in magnetic induction test methods, making it easier to use Wise to be able to detect longitudinal and you tears at the same time. To generate this Rotating fields is used by a device in which, according to the invention, for transverse field magnetization the test objects are arranged with three or more poles, their windings connected in star or triangle the corresponding circuit and traversed by three-phase current or another multi-pole alternating current will.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können die zum Nachweis der Fehlerstellen vorgesehenen Meßspulen in Stern-, Dreieck- oder entsprechender Schaltung mit dem Meßinstrument, vorzugsweise unter Zwischenschaltung von Gleichrichteranordnungen, verbunden sein. According to a further feature of the invention, the detection of the fault locations provided measuring coils in star, delta or equivalent Switching with the measuring instrument, preferably with the interposition of rectifier arrangements, be connected.

Die Verwendung eines magnetischen D rehfeldes ergibt auch bei der Prüfung nichtferromagnetischer Werkstoffe die MögSichkeit, Längs- und Querrisse mit gleicher Empfindlichkeit nachzuweisen. The use of a rotating magnetic field results even when testing non-ferromagnetic materials, the possibility of longitudinal and Detect transverse cracks with the same sensitivity.

Der Erfiindungsgegenstand sei im folgenden an Hand der Abbildungen, die einige Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. The subject of the invention is in the following on the basis of the illustrations, which represent some exemplary embodiments, explained in more detail.

Abb. 1 zeigt eine Vorrichtung mit zwei gegeneinandergeschalteten Magnetsystemen mit dazwischenliegender Meßstelle für Drehstrommagnetisierung. Fig. 1 shows a device with two mutually connected Magnet systems with an intermediate measuring point for three-phase magnetization.

Abb. 2 zeigt eine Vorrichtung mit zwei getrennten Magnetisierungs- und Meßstellen mit je um 90° zueinander versetzt angeordneten und durch um 90° phasenverschobene Wechselströme gespeisten Magnetisierungsspulen-le paaren. Fig. 2 shows a device with two separate magnetization and measuring points each offset by 90 ° to one another and phase-shifted by 90 ° Pair alternating currents fed magnetizing coils-le.

Abb. 3 zeigt die Schaltung der Meßspulen entsprechend dem in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel. Fig. 3 shows the circuit of the measuring coils according to the one shown in Fig. 2 illustrated embodiment.

In Abb. I stellt I ein längeres Halbzeug, z. B. ein Rohr oder eine Stange aus ferromagnetischem oder nichtferromagnetischem Werkstoff, dar. Mit 2 und 3 sind dreipolige Elektromagnete bezeichnet, die jeder mit einer in Sternschaltung geschalteten Wicklung versehen sind und durch Drehstrom gespeist werden sollen. Die beiden Elektromagnete sollen ferner um 180° hn Winkel versetzt zueinander sein, so daß sich die beiden gleichsinnig umlaufenden magnetischen Drehfelder in der Symmetrieebene zwischen den beiden Elektromagneten gerade aufheben. In der Symmetrieebene befindet sich ferner eine Meßanordnung 4, die ebenfalls aus einem dreipoligen Elektromagneten mit in Sternschaltung geschalteter Wicklung besteht. Die drei freien Spulenenden der Meßanordnung sind mit einem Drehstromgleichrichter 5 verbmiden, der wiederum an ein Gleichstrom meßinstrument 6 angeschlossen ist. In Fig. I, I represents a longer semi-finished product, e.g. B. a pipe or a Rod made of ferromagnetic or non-ferromagnetic material. With 2 and 3 three-pole electromagnets are designated, each with a star connection switched winding are provided and are to be fed by three-phase current. The two electromagnets should also be offset by 180 ° to each other, so that the two rotating magnetic fields rotating in the same direction are in the plane of symmetry just pick up between the two electromagnets. Located in the plane of symmetry there is also a measuring arrangement 4, which also consists of a three-pole electromagnet with winding connected in star connection. The three free coil ends the measuring arrangement are verbmiden with a three-phase rectifier 5, which in turn to a direct current measuring instrument 6 is connected.

Werden die beiden Elektromagnete 2 und 3 mit Drehstrom gespeist, so wird in der Me6-spulenanordnung 4, solange keine Fehlerstellen iu dem Halbzeug auftreten, kein Strom induziert, und das Meßinstrument zeigt ebenfalls keinen Strom an. Treten jedoch Fehlerstellen in Form von Längs- oder Querrissen auf, so verlagert sich die Symmetrieebene zwischen den beiden Magnetisierungsspulen, und in dr Meßspulenanordnung wird ein Drehstrom induziert, der durch den Gleichrichter 3 gleichgerichtet und mit dem Instrument 6 nanchgewiesen werden kann. If the two electromagnets 2 and 3 are fed with three-phase current, so in the Me6 coil arrangement 4, as long as there are no flaws in the semifinished product occur, no current is induced, and the meter shows no current either at. However, if there are flaws in the form of longitudinal or transverse cracks, they are shifted the plane of symmetry between the two magnetizing coils, and in the measuring coil arrangement a three-phase current is induced, which is rectified by the rectifier 3 and can be shown with the instrument 6.

Bei dem Beispiel in Abb. 2 sind zur Prüfung des Halbzeuges I auf Fehlerstellen zwei unabhängig voneinander arbeitende Magnetisierungsspul enanordnungen vorgesehen, die jeweils eine entsprechende Anzahl von Meßspulen aufweisen. Zur Erzeugung eines Drehfeldes dienen an beiden Meßstellen kreuzweise angeordnete Spulenpaare 7,7', 8, 8', 9, 9', 10 und 10'. Die Spulenpaare 7,7' und 9, 9' sind in Serie geschaltet und werden von dem gleichen Wechselstrom durchflossen. Die Spulenpare S, 8' und 10, Io' werden von einem Wechselstrom gleicher Frequenz durch flossen, der jedoch wenigstens angenäbert um 90° in der Phase verschoben ist. Zwischen den Magnetisierungsspulen 7 bis 10' und dem Halbzeug sind ferner eine gleiche Anzahl von Meßspulen angeordnet, wobei, wrne aus Abb. 3 hervorgeht, die jeweils einander gegenüberliegenden Meßspulen 11 und II', 12 und I2', I3 und 13', I4 und 14' hintereinandergeschaltet und die - symmetrisch zueinander gelegenen Spulenpaare der beiden Meßstellen gegeneinandergeschaltet sind, In die hierdurch entstehenden beiden Stromkreise 15 und 16 sind sodann Gleichrichter 17 und IS eingeschalter, die wiledierum mit dem Mcßinstrument 19 verbunden sind. Auch mit dieser Meßanerdnung kann das Austreten von Längs- und Querrissen nachgewiesen werden, ohne daß das Halbzeug beim Durchlaufen der Meßanordnung gedreht werden muß. In the example in Fig. 2, to test the semi-finished product I are on Faults two magnetization coil arrangements that work independently of one another provided, each having a corresponding number of measuring coils. To the generation a rotating field are used at both measuring points crosswise arranged coil pairs 7.7 ', 8, 8', 9, 9 ', 10 and 10'. The coil pairs 7, 7 'and 9, 9' are connected in series and are traversed by the same alternating current. The coil pairs S, 8 'and 10, Io ', an alternating current of the same frequency flows through it, but the is shifted at least 90 ° in phase. Between the magnetizing coils 7 to 10 'and the semifinished product, an equal number of measuring coils are also arranged, where, as can be seen from Fig. 3, the respective opposing measuring coils 11 and II ', 12 and I2', I3 and 13 ', I4 and 14' connected in series and the - Coil pairs located symmetrically to one another at the two measuring points are switched against one another are, in the resulting two circuits 15 and 16 are then rectifiers 17 and IS switched on, which are connected to the measuring instrument 19 in a wiledierum manner. The emergence of longitudinal and transverse cracks can also be detected with this measurement without the semi-finished product having to be rotated when passing through the measuring arrangement.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Use of rotating magnetic fields in magnetic induction Test method for the detection of longitudinal and transverse cracks, preferably for longer ones Semi-finished products.

2. Device for generating rotating magnetic fields according to claim 1, characterized in that three or three for the transverse field magnetization of the test objects multipolar electromagnets are arranged, the windings of which in star or delta or equivalent circuit are connected and by three-phase current or another multiphase alternating current can flow through it.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the for Proof of the fault locations provided measuring coils in star, delta or equivalent Switching with the measuring instrument, preferably with the interposition of rectifier arrangements, are connected.

To distinguish the subject of the application from the state of the art are no publications were considered in the granting procedure.