RU2020466C1

RU2020466C1 - Method for magnetic particle testing

Info

Publication number: RU2020466C1
Authority: RU
Inventors: Г.С. Шелихов
Original assignee: Государственное предприятие - Научно-технический центр "Эксперт"
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1992-06-10
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: nondestructive testing. SUBSTANCE: method consists in producing in metal of tested section of inducted magnetic flux by means of two U-shaped electromagnets, magnetic powder is applied and distribution of magnetic particles is indicative of presence or absence of defects. EFFECT: higher sensitivity and efficiency of testing of article sections difficult to reach. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий магнитопорошковым методом и может быть использовано при выявлении дефектов непосредственно на изделиях с ограниченным доступом к контролируемому участку. The invention relates to non-destructive testing of products by the magnetic particle method and can be used to identify defects directly on products with limited access to a controlled area.

Известен способ магнитопорошкового контроля, заключающийся в том, что на участке изделия, размещенного между полюсами источника переменного поля, создают постоянное магнитное поле, а по pезультатам воздействия его на деталь определяют наличие дефектов, например контроль стальных деталей с применением передвижного магнитного дефектоскопа. Недостатки этого способа - слабая эффективность и чувствительность контроля из-за влияния размагничивающего фактора поверхности контролируемого участка. A known method of magnetic particle inspection is that a constant magnetic field is created in the area of the product located between the poles of the source of an alternating field, and the presence of defects is determined by the results of its action on the part, for example, inspection of steel parts using a mobile magnetic flaw detector. The disadvantages of this method is the poor efficiency and sensitivity of the control due to the influence of the demagnetizing factor of the surface of the controlled area.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ заключающийся в том, что на участке изделия располагают источник переменного тока в виде электромагнита, создают в детали магнитный поток, а по результатам воздействия и с помощью магнитного индикатора определяют наличие дефектов, например, контроль с помощью электромагнитов, выпускаемых фирмами "Tiede", "Helling" и др. The closest in technical essence to the proposed one is the method consisting in the fact that an AC source in the form of an electromagnet is placed on a part of the product, a magnetic flux is created in the part, and the presence of defects is determined by the results of exposure and using a magnetic indicator, for example, monitoring using electromagnets manufactured by Tiede, Helling, etc.

Недостаток этого способа - снижение эффективности контроля из-за действия размагничивающего фактора поверхности контролируемого участка вследствие наличия зазоров между деталью и полюсами и наличия рассеянных потоков электромагнита. Жесткость конструкции магнитной системы снижает эффективность намагничивания участков в трудно доступных местах или не позволяет их проверить. The disadvantage of this method is the decrease in the effectiveness of the control due to the action of the demagnetizing factor of the surface of the controlled area due to the presence of gaps between the part and the poles and the presence of scattered fluxes of the electromagnet. The rigidity of the design of the magnetic system reduces the efficiency of magnetization of areas in hard to reach places or does not allow them to be checked.

Изобретение заключается в том, что на участок с ограниченным доступом воздействуют двумя раздельными источниками магнитного поля, каждый источник поля замкнут на смежный близлежащий участок П-образным магнитопроводом для исключения влияния размагничивающего фактора на процесс намагничивания. Возбуждают в участке детали между двумя источниками поля, расположенными на заданном расстоянии, индуцированный магнитный поток, созданный вихревыми токами. По результатам воздействия этого потока и индикации с помощью магнитного порошка определяют наличие дефектов. The invention lies in the fact that the site with limited access is affected by two separate sources of magnetic field, each source of the field is closed on an adjacent adjacent site with a U-shaped magnetic circuit to exclude the influence of the demagnetizing factor on the magnetization process. In the part area between two field sources located at a given distance, the induced magnetic flux created by eddy currents is excited. According to the results of exposure to this flow and indications using a magnetic powder, the presence of defects is determined.

На чертеже показана схема, поясняющая сущность предлагаемого способа. Н_п - вектор напряженности возбуждающего поля; l_э - расстояние между полюсами электромагнита; L - длина полюса; l₃ - ширина полюса; l_p- длина контролируемого (рабочего) участка - расстояние между полюсами электромагнитов; 1, 2 и 3 - пути протекания вихревых токов; 4 - продольная ось электромагнитов; 5 - обмотки электромагнитов; 6 - магнитопроводы; 7 и 8 - проверяемые детали.The drawing shows a diagram explaining the essence of the proposed method. H _p is the vector of the intensity of the exciting field; l _e - the distance between the poles of the electromagnet; L is the length of the pole; l ₃ is the width of the pole; l _p is the length of the controlled (working) area is the distance between the poles of the electromagnets; 1, 2 and 3 - the path of eddy currents; 4 - the longitudinal axis of the electromagnets; 5 - windings of electromagnets; 6 - magnetic cores; 7 and 8 are parts to be checked.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Располагают два источника поля в виде электромагнитов с П-образными магнитопроводами на участке изделия продольными осями вдоль одной линии, первыми полюсами вблизи друг друга, на определенном расстоянии l_р, воздействуют на этом контролируемом участке с помощью поля намагничивания напряженностью Н_п = 300--800 А/см под краем полюса, возбуждают индуцированное магнитное поле в детали, наносят на участок между источниками поля магнитный индикатор, например магнитную суспензию. По распределению частиц порошка определяют наличие дефектов, а затем оба источника перемещают на другой участок и проводят контроль на качество. Длину рабочего, контролируемого участка l_p, (l_p - расстояние между полюсами электромагнита) определяют по формуле: l_p≅ H

(0.007-0.008), см, S - сечение магнитопровода полюсного наконечника, см².Two sources of the field are located in the form of electromagnets with U-shaped magnetic circuits on a part of the product with longitudinal axes along one line, the first poles close to each other, at a certain distance l _p , act on this controlled area using a magnetization field of intensity H _n = 300--800 A / cm under the edge of the pole, the induced magnetic field in the part is excited, a magnetic indicator, for example a magnetic suspension, is applied to the area between the field sources. The presence of defects is determined by the distribution of powder particles, and then both sources are moved to another area and quality control is carried out. The length of the working, controlled area l _p , (l _p is the distance between the poles of the electromagnet) is determined by the formula: l _p ≅ H

(0.007-0.008), cm, S - section of the magnetic circuit of the pole tip, cm ² .

Для увеличения длины контролируемого участка при заданной его ширине l₃ следует либо увеличивать Н_п за счет увеличения ампервитков обмотки или выбора магнитопровода с большим значением индукции или за счет увеличения длины полюсного наконечника, т.е. за счет увеличения S. Увеличение контролируемого участка может быть достигнуто за счет увеличения количества источников переменного тока (поля), находящихся на расстоянии l_p= H

(0.007-0.008), см, а расположение их друг относительно друга может изменяться в зависимости от формы и размеров контролируемого изделия. В этом случае количество взаимодействующих источников поля (например П-образных электромагнитов) должно быть четным, т.е. должно быть равно 2n (n - количество пар электромагнитов). Полюса рядом расположенных электромагнитов в данный момент времени должны иметь противоположную полярность.To increase the length of the controlled section for a given width of l _3, one should either increase H _p by increasing the winding ampere-turns or by choosing a magnetic circuit with a large induction value or by increasing the length of the pole piece, i.e. by increasing S. An increase in the monitored area can be achieved by increasing the number of AC sources (fields) located at a distance l _p = H

(0.007-0.008), cm, and their location relative to each other may vary depending on the shape and size of the controlled product. In this case, the number of interacting field sources (for example, U-shaped electromagnets) should be even, i.e. should be equal to 2n (n is the number of pairs of electromagnets). The poles of adjacent electromagnets at a given time should have the opposite polarity.

Физическая сущность предлагаемого способа состоит в следующем. The physical nature of the proposed method is as follows.

При воздействии на изделие полем напряженностью Н_п согласно закону электромагнитной индукции в детали возбуждаются вихревые токи i_b, протекающие по замкнутым контурам 1, 2 и 3. Наибольшее значение тока i_bбудет непосредственно у полюса, с увеличением расстояния от полюса сила индуцированного тока уменьшается. Расстояние R, на котором сила тока уменьшается в е раз, пропорционально максимальному значению Н_п(максимальное значение Н_п) имеет место у края полюса), площади S полюсного наконечника (полюса), скорости изменения магнитного потока

, электpопро- водности, магнитной проницаемости.

- определяется частотой переменного поля, которая является постоянной величиной при контроле (эффективное ее значение). Электропроводность и среднее значение магнитной проницаемости примем как постоянное величины. l₃ - ширина полюсного наконечника (полюса) выбирается, исходя из требуемой ширины зоны контроля. Экспериментально определено отношение длины и ширины полюса (полюсного наконечника), которое равно l₃ = (1-1,5)L. Поэтому целесообразно ввести только один переменный параметр L, а при сечении полюса (в общем случае), отличного от прямоугольного, введем вместо L параметр

. Погрешности, связанные с такой заменой учтем экспериментальным коэффициентом, который равен Кс = 0,007-0,008.When exposed to a product with a field of strength N _p, according to the law of electromagnetic induction, eddy currents i _b are excited in the part, flowing through closed circuits 1, 2 and 3. The highest value of current i _b will be directly at the pole, with increasing distance from the pole, the induced current decreases. The distance R, at which the current decreases by a factor of e, is proportional to the maximum value of H _p (the maximum value of H _p takes place at the edge of the pole), the area S of the pole piece (pole), and the rate of change of the magnetic flux

, electrical conductivity, magnetic permeability.

- is determined by the frequency of the variable field, which is a constant value during control (its effective value). The electrical conductivity and the average value of magnetic permeability will be taken as a constant value. l ₃ - the width of the pole piece (pole) is selected based on the required width of the control zone. The ratio of the length and width of the pole (pole tip), which is equal to l ₃ = (1-1.5) L, is experimentally determined. Therefore, it is advisable to introduce only one variable parameter L, and when the pole section (in the general case) is different from the rectangular one, we introduce instead

. The errors associated with such a replacement will be taken into account by the experimental coefficient, which is Kc = 0.007-0.008.

Формула имеет вид:l_p= H

· K_c,где Н_п[A/см];

[см]. Формула определена для условий: Н_п = 300-800 А/cм, l₃ = (1-1,5)L; К_с = (0,007-0,008).The formula has the form: l _p = H

· K _c where H _p [A / cm];

[cm]. The formula is defined for the conditions: H _p = 300-800 A / cm, l ₃ = (1-1.5) L; K _s = (0.007-0.008).

Магнитные поля индуцированных токов от обоих электромагнитов образуют результирующее намагничивающее поле. Применение предложенного способа позволит контролировать трудно доступные участки непосредственно в конструкции, которые другими устройствами проверить трудно или невозможно. Устройство для реализации этого способа значительно меньше по массе и габаритным размерам, поэтому удобно для контроля крупногабаритных деталей по участкам. The magnetic fields of the induced currents from both electromagnets form the resulting magnetizing field. The application of the proposed method will allow you to control hard-to-reach areas directly in the structure, which is difficult or impossible to check with other devices. A device for implementing this method is much smaller in mass and overall dimensions, therefore, it is convenient for monitoring large parts in sections.

Claims

1. METHOD OF MAGNETIC POWDER CONTROL, which consists in the fact that an alternating magnetic field source is located on the surface of the product and the presence of defects is determined by the interaction of the magnetic field with the product material in the control zone, characterized in that a second alternating field source is additionally located on the surface of the product, orient sources with opposite poles to each other and so that the magnetic field vectors under the poles are normal to the product surface, and as a control zone lzuyut products section between the opposite poles of sources.

2. The method according to p. 1, characterized in that the magnetic field strength H _p directly below the poles of the magnetic field sources is 300-800 A / cm, and the distance l _p between the sources is selected from the ratio
l _p ≅ H

(0.007-0.008), cm,
where S is the cross section of the pole tip of the magnetic field source, cm ² ;
0.007 - 0.008 - experimental coefficient.