RU2092831C1 - Test-specimen for magnetic-particle flaw detection - Google Patents
Test-specimen for magnetic-particle flaw detection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092831C1 RU2092831C1 RU94041725A RU94041725A RU2092831C1 RU 2092831 C1 RU2092831 C1 RU 2092831C1 RU 94041725 A RU94041725 A RU 94041725A RU 94041725 A RU94041725 A RU 94041725A RU 2092831 C1 RU2092831 C1 RU 2092831C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnetic
- field
- test
- rods
- defects
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий магнитопорошковым методом и может быть использовано непосредственно при проведении магнитопорошкового контроля, особенно деталей сложной формы и крупногабаритных объектов. The invention relates to non-destructive testing of products by the magnetic particle method and can be used directly during magnetic particle testing, especially of complex shape parts and large objects.
Высокое качество магнитопорошкового контроля зависит от режима намагничивания и качества магнитной суспензии, которые необходимо часто проверять непосредственно при проведении контроля, в том числе, в полевых или аэродромных условиях. Для этого используют образцы с различного рода искусственно созданными дефектами, по выявляемости которых определяют правильность выбранных режимов и качество магнитной суспензии. The high quality of magnetic particle control depends on the magnetization mode and the quality of the magnetic suspension, which must often be checked directly during the control, including in field or airfield conditions. For this, samples with various kinds of artificially created defects are used, the detectability of which determines the correctness of the selected modes and the quality of the magnetic suspension.
Известны образцы (ГОСТ 21105-87, с.16) с шлифовочными трещинами и образцы с трещинами в поверхностном азотированном слое. Недостатком таких образцов является невозможность их изготовления одинаковыми. Это делает контроль одинаковых деталей не идентичным, что ведет к снижению качества контроля. Known samples (GOST 21105-87, p.16) with grinding cracks and samples with cracks in the surface nitrided layer. The disadvantage of such samples is the impossibility of their manufacture the same. This makes the control of identical parts not identical, which leads to a decrease in the quality of control.
Известны образцы с отверстиями (Европейский стандарт АSМЕ-209), просверленными на различном расстоянии от поверхности. Недостатком этих образцов является то, что определить режим намагничивания очень трудно, так как осаждение порошка получается нечетким, расплывчатым. В результате оценки по этому образцу одного и того же режима двумя специалистами определенный ими ток может отличаться в 2-3 раза. Known samples with holes (European standard ASME-209), drilled at different distances from the surface. The disadvantage of these samples is that it is very difficult to determine the magnetization mode, since the deposition of the powder is fuzzy, vague. As a result of the assessment by this sample of the same regime by two specialists, the current determined by them can differ by 2-3 times.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является эталон-образец, введенный в Европейский стандарт ASME (см. дополнительные материалы). The closest in technical essence to the proposed is the standard sample introduced in the European standard ASME (see additional materials).
Эталон-образец состоит из пришлифованных друг к другу секторов диска с центральным углом каждого диска 90o. При составлении секторов образуется диск диаметром 20 мм. Толщина образца составляет 5 мм. Стыки между секторами образуют два взаимно перпендикулярных искусственных дефекта. Плоскость диска со стороны стыков закрыта бронзовой пластинкой. Поля рассеяния выходят на поверхность этой пластины. При помещении эталона-образца в магнитное поле и нанесении на него магнитной суспензии на бронзовой пластинке выявляется один из дефектов, направление которого с направлением поля составляет угол, близкий к 90o.The reference sample consists of disk sectors ground to each other with a central angle of 90 ° for each disk. When compiling sectors, a disk with a diameter of 20 mm is formed. The thickness of the sample is 5 mm. Joints between sectors form two mutually perpendicular artificial defects. The plane of the disk from the joints is closed by a bronze plate. Scattering fields extend to the surface of this plate. When placing the reference sample in a magnetic field and applying a magnetic suspension to it on a bronze plate, one of the defects is detected, the direction of which with the direction of the field is an angle close to 90 o .
Недостатком этого эталона-образца является то, что трудно судить о выявляемости по одному дефекту, так как ширина полоски из осевшего порошка может изменяться в несколько раз. The disadvantage of this sample standard is that it is difficult to judge the detectability by a single defect, since the width of the strip of settled powder can vary several times.
Толщина этого образца составляет 5 мм. Чем больше толщина образца, тем больше погрешность измерения. Для уменьшения погрешности толщина образца должна быть меньше 5 мм. The thickness of this sample is 5 mm. The greater the thickness of the sample, the greater the measurement error. To reduce the error, the thickness of the sample should be less than 5 mm.
На фиг.1 дано расположение стержней в магнитном поле: а) виды спереди и сверху; б) схема распределения магнитных силовых линий между ферромагнитными стержнями; 1 стержни; d диаметр стержней; l расстояние между стержнями; P1 плоскость, касательная к стержням; Р2 плоскость, параллельна плоскости Р1; E плоскости, проходящие по середине между стержнями; -Δ расстояние между плоскостями Р1 и Р2; H0 внешнее намагничивающее поле; А1, А2, А3. точки наблюдения. На фиг. 2 схема устройства тест-образца: а) схема расположения витков ферромагнитного провода; б) схема конструктивного исполнения: 1 провод, выполняющий роль концентратора магнитного потока; 2 - немагнитная пластина-основа для размещения концентратора магнитного потока; 3 пластинка первого уровня чувствительности; 4 пластинка второго уровня чувствительности; 5 корпус (диск); 6 ручка; А, Б, В, Г схемы расположения искусственных дефектов на плоскостях корпуса, выявленные магнитным порошком; 7 вид корпуса сбоку.Figure 1 shows the location of the rods in a magnetic field: a) front and top views; b) the distribution pattern of magnetic field lines between the ferromagnetic rods; 1 rods; d diameter of the rods; l distance between the rods; P1 plane tangent to the rods; P2 plane parallel to the plane P1; E planes passing in the middle between the rods; -Δ is the distance between the planes P1 and P2; H 0 is the external magnetizing field; A1, A2, A3. observation points. In FIG. 2 diagram of the device of the test sample: a) arrangement of the turns of the ferromagnetic wire; b) design diagram: 1 wire acting as a magnetic flux concentrator; 2 - non-magnetic base plate for placement of a magnetic flux concentrator; 3 plate of the first level of sensitivity; 4 plate of the second level of sensitivity; 5 case (disk); 6 pen; A, B, C, D location patterns of artificial defects on the planes of the body, identified by magnetic powder; 7 side view of the housing.
Изобретение-устройство заключается в следующем. В основу изобретения положено использование полей рассеяния, возникающих между рядом параллельно установленных ферромагнитных стержней 1, помещенных в магнитное поле напряженностью H0 (фиг. 1а), моделирующих магнитные поля рассеяния над реальными дефектами.The invention is a device as follows. The invention is based on the use of scattering fields arising between a series of parallel mounted ferromagnetic rods 1 placed in a magnetic field of intensity H 0 (Fig. 1a), which model magnetic scattering fields over real defects.
Схема картины поля вокруг цилиндрических стержней показана на фиг.1б. A diagram of the pattern of the field around the cylindrical rods is shown in figb.
Известно, что в поле рассеяния на частицу порошка действует сила F F = χvμoHgradH которая зависит от напряженности поля H и grad H.It is known that in the scattering field a powder acts on a powder particle FF = χvμ o HgradH which depends on the field strength H and grad H.
Эти величины в данном случае зависят: 1. от расстояния Δ между плоскостью Р1, которая касается стержней, и точками А измерения поля, расположенными в плоскости E, проходящих по середине между стержнями; 2. от расстояния l между стержнями; 3. от диаметра стержней d. These values in this case depend on: 1. the distance Δ between the plane P1, which touches the rods, and the field measurement points A located in the plane E, passing in the middle between the rods; 2. from the distance l between the rods; 3. from the diameter of the rods d.
Чем больше D тем требуется большая напряженность намагничивающего поля Н0 для получения в точках А заданного значения поля. Но поле H0 одновременно является полем, которое намагничивает проверяемую деталь. Поэтому при большем H0 будут выявляться более мелкие дефекты на проверяемой детали. Следовательно, при увеличении (уменьшении) D будет повышаться (понижаться) уровень чувствительности контроля.The greater D is, the greater the magnetizing field strength H 0 is required to obtain a given field value at points A. But the field H 0 is at the same time the field that magnetizes the part under test. Therefore, at higher H 0, smaller defects will be detected on the part being tested. Therefore, with increasing (decreasing) D, the sensitivity level of the control will increase (decrease).
Закон уменьшения поля с увеличением расстояния r можно видеть из формулы закона Кулона для магнитных масс H 2M/r3 dm/r3, где m - магнитная масса, d диаметр стержня. (С.В. Вонсовский, Магнетизм, М. "Наука", ред. физико-матем. лит. 1984 г. с. 34).The law of field decrease with increasing distance r can be seen from the formula of the Coulomb law for magnetic masses H 2M / r 3 dm / r 3 , where m is the magnetic mass, d is the diameter of the rod. (S.V. Vonsovsky, Magnetism, M. "Science", ed. Physics and Mathematics. Lit. 1984, p. 34).
При увеличении l от нуля поле рассеяния сначала увеличивается, а при больших значениях l напряженность поля в точках А (А1, А2, А3.) стремится к значению H0 (когда поля от намагниченных стержней станут незначительными из-за большого расстояния), а градиент поля grad H0=0, если H0 однородное поле.With increasing l from zero, the scattering field first increases, and with large values of l, the field strength at points A (A1, A2, A3.) Tends to the value H 0 (when the fields from the magnetized rods become insignificant due to the large distance), and the gradient field grad H 0 = 0 if H 0 is a uniform field.
При увеличении диаметра стержней градиент поля уменьшается, если его измерять на расстоянии, равном диаметру стержня. Это объясняется тем, что магнитостатические заряды от диаметра стержня не зависят, так как размагничивающий фактор не зависит от диаметра, а объем поля между стержнями увеличивается с увеличением диаметра стержней. Стержни являются концентраторами магнитного потока, между ними возникают поля рассеяния, которыми моделируются поля рассеяния над реальными дефектами. As the diameter of the rods increases, the field gradient decreases if measured at a distance equal to the diameter of the rod. This is because magnetostatic charges do not depend on the diameter of the rod, since the demagnetizing factor does not depend on the diameter, and the volume of the field between the rods increases with increasing diameter of the rods. The rods are magnetic flux concentrators; scattering fields arise between them, which simulate the scattering fields over real defects.
Таким образом, из сказанного следует, что изменяя D l и диаметр стержней можно, добиться требуемого значения H•grad H, т. е. поля рассеяния, эквивалентного полю рассеяния дефектов по эффекту притяжения и накопления частиц порошка. Thus, it follows from what has been said that by changing D l and the diameter of the rods, it is possible to achieve the required value of H • grad H, that is, a scattering field equivalent to the scattering field of defects by the effect of attraction and accumulation of powder particles.
Выбор D l, диаметра и материала стержней был проведен экспериментально для различного типа дефектов. Для поверхностных дефектов эти значения следующие для двух уровней чувствительности:
а) 1-ый уровень чувствительности: диаметр стержней 0,5 мм, l 0,5 мм, D 0,1 мм;
б) 2-ой уровень чувствительности: диаметр стержней 0,5 мм, l 0,5 мм, D 0,5 мм.The choice of D l, diameter and material of the rods was carried out experimentally for various types of defects. For surface defects, these values are for two sensitivity levels:
a) 1st level of sensitivity: diameter of the rods 0.5 mm, l 0.5 mm, D 0.1 mm;
b) the 2nd level of sensitivity: the diameter of the rods is 0.5 mm, l 0.5 mm, D 0.5 mm.
Устройство выполнено в нескольких экземплярах, проведена проверка его эффективности в производственных условиях. Результаты проверки устройства положительные. The device is made in several copies, a test of its effectiveness in a production environment was carried out. The test results of the device are positive.
1 вариант исполнения. На основу пластину в виде кольца толщиной 1 мм намотано 8 групп (секций) витков ферромагнитного провода с шагом 0,5 мм, играющих роль концентраторов магнитного потока. В каждой группе содержится по 5 витков, имитирующих по 4 прямолинейных параллельных дефекта, образующих миры. С одной стороны пластина с витками закрыта немагнитной пластинкой толщиной 0,1 мм, а с другой немагнитной пластинкой толщиной 0,5 мм, что соответствует двум уровням чувствительности. 1 embodiment. 8 groups (sections) of turns of a ferromagnetic wire with a pitch of 0.5 mm, playing the role of magnetic flux concentrators, are wound on the base of a plate in the form of a ring 1 mm thick. Each group contains 5 turns, simulating 4 rectilinear parallel defects that form worlds. On one side, the plate with turns is closed with a non-magnetic plate with a thickness of 0.1 mm, and on the other with a non-magnetic plate with a thickness of 0.5 mm, which corresponds to two levels of sensitivity.
2 вариант исполнения. На основу Г-образную пластину намотано две группы (секции) витков ферромагнитного провода диаметром 0,5 мм с шагом 0,5 мм. С одной стороны основа с концентраторами магнитного потока (пластина с витками) закрыта немагнитной пластинкой 3 (см. фиг.2) толщиной 0,1 мм, а с другой
пластинкой 4 толщиной 0,5 мм, что соответствует двум уровням чувствительности. Основа с концентраторами магнитного потока (пластина с витками) и две немагнитные пластинки смонтированы в корпусе 5. Общая толщина образца составляет 2,6 мм. Направления провода групп (секций) витков взаимно перпендикулярны, а в каждой группе имитируется по 5 параллельных прямолинейных дефектов, образующих миры. По мирам легко определить четкость выявления дефектов и режим намагничивания, что видно из методики работы с предлагаемым устройством.2 embodiment. Two groups (sections) of turns of a ferromagnetic wire with a diameter of 0.5 mm in increments of 0.5 mm are wound around the L-shaped plate. On the one hand, the base with magnetic flux concentrators (plate with turns) is closed by a non-magnetic plate 3 (see Fig. 2) 0.1 mm thick, and on the other
Методика использования предложенного устройства состоит в следующем. The methodology of using the proposed device is as follows.
1. Устанавливают деталь в намагничивающее устройство или намагничивающее устройство устанавливают на проверяемый участок. 1. Install the part in the magnetizing device or the magnetizing device is installed on the test site.
2. Устанавливают образец на проверяемый участок плоскостью 1 или 2 кверху соответственно выбранной чувствительности, создают намагничивающее поле, наносят суспензию на образец, осматривают индикаторный рисунок на нем. 2. Set the sample on the test site with a plane of 1 or 2 upwards according to the selected sensitivity, create a magnetizing field, apply a suspension to the sample, inspect the indicator pattern on it.
Оценка индикаторного рисунка. Если на поверхности образца образовались четкие линии одной группы дефектов (миры), то это означает: намагничивающее поле и суспензия выбраны правильно. При этом будут выявляться дефекты на проверяемой детали, ориентированные по направлению искусственных дефектов или под углом к ним более 45o.Assessment of indicator drawing. If clear lines of one group of defects (worlds) are formed on the surface of the sample, this means: the magnetizing field and suspension are chosen correctly. In this case, defects will be detected on the tested part, oriented in the direction of artificial defects or at an angle to them of more than 45 o .
Если на образце не выявляются искусственные дефекты, то это означает неправильность выбранного режима намагничивания или использования суспензии низкого качества. If artificial defects are not detected on the sample, this means that the selected mode of magnetization or the use of a suspension of poor quality is incorrect.
Если на образце образуется значительный фон из осевшего порошка, а отдельные дефекты перекрываются порошком, то это означает, что в суспензии чрезмерно высокая концентрация порошка или малая вязкость дисперсионной среды, или неправильный режим намагничивания. If a significant background is formed from the settled powder on the sample, and individual defects are blocked by the powder, this means that the suspension contains an excessively high concentration of the powder or a low viscosity of the dispersion medium, or an incorrect magnetization regime.
Изменяя намагничивающее поле и состав суспензии, добиваются четкого выявления искусственных дефектов на образце. При этом на проверяемой детали будут гарантированно выявляться дефекты, ориентированные по направлению искусственных дефектов или под углом к ним более 45o.By changing the magnetizing field and the composition of the suspension, a clear identification of artificial defects on the sample is achieved. In this case, on the tested part will be guaranteed to detect defects oriented in the direction of artificial defects or at an angle to them more than 45 o .
Таким образом, проведенная и обоснованная совокупность признаков является необходимой и достаточной для получения положительного эффекта повышения надежности и точности определения режимов намагничивания и качества магнитной суспензии (порошка) при магнитопорошковом контроле. Thus, the conducted and justified set of features is necessary and sufficient to obtain a positive effect of increasing the reliability and accuracy of determining the magnetization regimes and the quality of the magnetic suspension (powder) during magnetic particle inspection.
Применение устройства повысит надежность контроля и сделает его единообразным для различных деталей и объектов авиационной, автомобильной, железнодорожной техники и других отраслей промышленности, а также избавит от необходимости отечественные предприятия воспроизводить сложный и недостаточно эффективный эталон-образец (принятый за ближайший аналог). The use of the device will increase the reliability of control and make it uniform for various parts and objects of aviation, automobile, railway equipment and other industries, as well as eliminate the need for domestic enterprises to reproduce a complex and insufficiently effective reference model (adopted as the closest analogue).
Образец во втором варианте исполнения изготовлен, проведены его производственные испытания, которые показали эффективность его применения. The sample in the second embodiment is manufactured, its production tests are carried out, which showed the effectiveness of its use.
Применение разработанного устройства целесообразно во всех отраслях промышленности, где используется магнитопорошковый контроль. The use of the developed device is advisable in all industries where magnetic particle control is used.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94041725A RU2092831C1 (en) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Test-specimen for magnetic-particle flaw detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94041725A RU2092831C1 (en) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Test-specimen for magnetic-particle flaw detection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94041725A RU94041725A (en) | 1996-09-27 |
| RU2092831C1 true RU2092831C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20162529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94041725A RU2092831C1 (en) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | Test-specimen for magnetic-particle flaw detection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2092831C1 (en) |
-
1994
- 1994-11-21 RU RU94041725A patent/RU2092831C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. ГОСТ 21105-87, с.16. 2. Magnetpulverpruefung, Level II& Испытание магнитопорошковым методом. Вторая ступень с учетом норм SNT- ТС-1А (1980, 1984) и ASME, разделы III, V и VIII (1983), с. 38. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94041725A (en) | 1996-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wu et al. | A novel TMR-based MFL sensor for steel wire rope inspection using the orthogonal test method | |
| Mandache et al. | A model for magnetic flux leakage signal predictions | |
| Tsukada et al. | Detection of inner cracks in thick steel plates using unsaturated AC magnetic flux leakage testing with a magnetic resistance gradiometer | |
| US4218651A (en) | Apparatus for detecting longitudinal and transverse imperfections in elongated ferrous workpieces | |
| US5055783A (en) | Magnetic field strength indicator for use prior to a magnetic particle inspection procedure | |
| CA1221738A (en) | Simulation apparatus for eddy current inspection techniques | |
| Pavlyuchenko et al. | Using film flux detectors to determine properties of conducting and magnetic objects | |
| Rocha et al. | Sub-surface defect detection with motion induced eddy currents in aluminium | |
| RU2092831C1 (en) | Test-specimen for magnetic-particle flaw detection | |
| Reboud et al. | Field computations of inductive sensors with various shapes for semi-analytical ECT simulation | |
| Zhong et al. | Research of non-destructive testing of wire rope using magnetic flux leakage | |
| Ge et al. | Development of a velocity-adaptable alternating current field measurement device for crack inspection in rails | |
| RU2670194C1 (en) | Method of electromagnetic fault detection of pipe and device therefor | |
| Song et al. | Detecting internal defects of a steel plate by using low-frequency magnetic flux leakage method | |
| Ramos et al. | Determination of linear defect depths from eddy currents disturbances | |
| Reig et al. | High-Spatial Resolution Giant Magnetoresistive Sensors-Part I: Application in Non-Destructive Evaluation | |
| Simpson | Eddy-current inspection | |
| US6310471B1 (en) | Card with magnetic stripe and method for testing magnetic inspection particle fluid | |
| Kloster et al. | Linear magnetic stray flux array based on GMR gradiometers | |
| Kalwa et al. | Determination of flaws located at different depth levels in the cross-section of steel rope | |
| Underhill et al. | Finite element model study of the effect of corner rounding on detectability of corner cracks using bolt hole eddy current | |
| US4105969A (en) | Galvanometer mechanism mounted on printed circuit board having plug portion for insertion into control console receptacle | |
| RU2645830C1 (en) | Measuring device of a magnetic defector of expanded articles of complex shape | |
| Elshafiey et al. | GMR-and GMI-based systems for nondestructive evaluation of printed circuit board | |
| Zhang et al. | Multi-parameter Simulation Neural Network Algorithm for Wire Rope MFL Detection |