RU2166191C2 - Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels - Google Patents
Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166191C2 RU2166191C2 RU99102938A RU99102938A RU2166191C2 RU 2166191 C2 RU2166191 C2 RU 2166191C2 RU 99102938 A RU99102938 A RU 99102938A RU 99102938 A RU99102938 A RU 99102938A RU 2166191 C2 RU2166191 C2 RU 2166191C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- product
- sensors
- pickup
- ferromagnetic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к измерительной технике, в частности для неразрушающего контроля качества материалов и изделий, и предназначен для измерения ферромагнитной фазы аустенитных сталей при литье, в заготовках и готовых изделиях, в сварных швах и наплавках, в других материалах. The method relates to measuring technique, in particular for non-destructive testing of the quality of materials and products, and is intended for measuring the ferromagnetic phase of austenitic steels during casting, in billets and finished products, in welds and weld deposits, in other materials.
В современном машиностроении, энергетике, самолето- и судостроении широко применяют парамагнитные сплавы и стали с магнитной проницаемостью μ < 1,05 (аустенитные стали). К таким сплавам предъявляются высокие требования по их магнитным свойствам. Материалы из этих сплавов не должны изменять свое парамагнитное состояние при их изготовлении, когда они подвергаются воздействию внешних полей, упругих напряжений, пластических деформаций, высоких температур (например, при сварке, резке, термообработке) и др. Paramagnetic alloys and steels with magnetic permeability μ <1.05 (austenitic steels) are widely used in modern engineering, energy, aircraft and shipbuilding. Such alloys have high demands on their magnetic properties. Materials from these alloys should not change their paramagnetic state during their manufacture, when they are exposed to external fields, elastic stresses, plastic deformations, high temperatures (for example, during welding, cutting, heat treatment), etc.
Контроль стабильности магнитного состояния этих сталей является весьма актуальным, так как воздействие поля, температуры, пластических деформаций могут существенно увеличивать магнитную проницаемость за счет перехода материала аустенитной стали в ферромагнитное состояние (в α-фазу). Monitoring the stability of the magnetic state of these steels is very important, since the influence of the field, temperature, and plastic deformations can significantly increase the magnetic permeability due to the transition of the austenitic steel material to the ferromagnetic state (into the α phase).
Применяемые для этих целей методы и способы, связанные с измерением намагниченности насыщения, магнитной восприимчивости (используют магнитные весы, датчики Холла и другие средства), малоэффективны для широкого спектра применения, трудоемки, обладают малой чувствительностью. The methods and methods used for these purposes related to the measurement of saturation magnetization, magnetic susceptibility (using magnetic scales, Hall sensors, and other means) are ineffective for a wide range of applications, time-consuming, and have low sensitivity.
Наиболее перспективными для этих целей являются способы феррозондового контроля α-фазы материалов и изделий. The most promising methods for these purposes are flux-gate control of the α-phase of materials and products.
Однако возможности феррозондового контроля материалов и изделий ограничиваются конструкциями феррозондовых датчиков. Поэтому задача, связанная с созданием новых феррозондовых датчиков, способов их применения и повышения возможности феррозондового контроля, является актуальной на сегодняшний день в практике магнитного контроля изделий аустенитных сталей. However, the possibilities of flux-gate control of materials and products are limited by the designs of flux-gate sensors. Therefore, the task associated with the creation of new fluxgate sensors, methods for their use and increasing the possibility of fluxgate control is relevant today in the practice of magnetic control of austenitic steel products.
Прелагаемый в заявляемом изобретении способ феррозондового контроля ферромагнитной фазы аустенитной стали отвечает этим требованиям и позволяет повысить точность и достоверность непрерывных и локальных измерений α-фазы аустенитных сталей, существенно расширить номенклатуру контролируемых материалов и изделий из этой стали. The method of the flux-probe control of the ferromagnetic phase of austenitic steel proposed in the claimed invention meets these requirements and allows to increase the accuracy and reliability of continuous and local measurements of the α-phase of austenitic steels, to significantly expand the range of controlled materials and products from this steel.
Известен способ для контроля изменения магнитного состояния листов из аустенитных сталей [1]. A known method for controlling changes in the magnetic state of sheets of austenitic steels [1].
Способ реализуется с помощью двух устройств: поискового устройства из намагничивающих магнитов и феррозондового датчика, который содержит несколько магниточувствительных элементов, размещенных соосно на одной линии по сторонам намагничивающих магнитов в плоскости их нейтрального сечения и образующих ширину контроля до 350 мм; и измерительного устройства из намагничивающих магнитов и феррозондового датчика, магниточувствительные элементы которого размещены между двумя намагничивающими магнитами в одной плоскости, параллельно друг другу и поверхности изделия, при этом один из магниточувствительных элементов размещен в центре взаимодействующих сторон магнитов в плоскости их нейтрального сечения, другой - за краями магнитов. The method is implemented using two devices: a search device of magnetizing magnets and a flux probe, which contains several magnetically sensitive elements placed coaxially on the same line on the sides of the magnetizing magnets in the plane of their neutral cross section and forming a control width of up to 350 mm; and a measuring device of magnetizing magnets and a flux probe, magnetically sensitive elements of which are placed between two magnetizing magnets in the same plane, parallel to each other and the surface of the product, while one of the magnetically sensitive elements is placed in the center of the interacting sides of the magnets in the plane of their neutral section, and the other the edges of the magnets.
Магниточувствительные элементы поискового и измерительного датчиков работают по градиентометрической схеме. Magnetosensitive elements of the search and measuring sensors work according to a gradiometric scheme.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Поисковое устройство устанавливают на поверхность изделия, его намагничивающие магниты взаимодействуют с материалом изделия и промагничивают участок поверхности на глубину, меньшую толщины изделия, а феррозондовый датчик устройства сканирует этот участок, в отсутствии сигнала устройство последовательно перемещают в одном направлении до получения и фиксирования максимальной величины сигнала, являющегося мерой продольного градиента тангенциальной составляющей магнитного поля неоднородности контролируемого материала. В случае отсутствия сигнала сканирование поверхности изделия осуществляют в направлении, ортогональном первоначальному, до получения сигнала. При получении фиксированного сигнала поисковое устройство отключают и включают измерительное устройство. Для локализации и измерения ферромагнитной фазы материала заново сканируют во взаимно ортогональных направлениях обнаруженный участок неоднородности материала до получения и фиксирования максимальной величины сигнала. The search device is installed on the surface of the product, its magnetizing magnets interact with the material of the product and magnetize the surface to a depth less than the thickness of the product, and the flux-probe of the device scans this area, in the absence of a signal, the device is sequentially moved in one direction until the maximum signal is received and recorded, which is a measure of the longitudinal gradient of the tangential component of the magnetic field of the heterogeneity of the controlled material. In the absence of a signal, the surface scan of the product is carried out in the direction orthogonal to the original, until the signal is received. Upon receipt of a fixed signal, the search device is turned off and the measurement device is turned on. To localize and measure the ferromagnetic phase of the material, the detected region of material heterogeneity is re-scanned in mutually orthogonal directions until the maximum signal value is obtained and recorded.
Однако этот известный способ обладает недостатками, ограничивающими его применение:
1. Способ недостаточно универсален для широкого круга контроля материалов и изделий из аустенитных сталей.However, this known method has disadvantages that limit its use:
1. The method is not universal enough for a wide range of control materials and products from austenitic steels.
2. Он сложен в приемах исполнения и достаточно трудоемок. 2. It is complicated in the methods of execution and quite laborious.
3. Способ не обеспечивает необходимую достоверность результатов. 3. The method does not provide the necessary reliability of the results.
Наиболее близким способом, взятым за прототип, является способ для локального измерения ферромагнитной фазы аустенитных сталей [2]. The closest method, taken as a prototype, is a method for local measurement of the ferromagnetic phase of austenitic steels [2].
Способ реализуется с помощью устройства, содержащего намагничивающий магнит и феррозондовый датчик, магниточувствительные элементы которого расположены соосно в плоскости нейтрального сечения магнита на его противоположных сторонах, ортогонально оси намагничивания магнита. Магниточувствительные элементы датчика работают по градиентометрической схеме. The method is implemented using a device containing a magnetizing magnet and a flux-gate sensor, magnetically sensitive elements of which are located coaxially in the plane of the neutral section of the magnet on its opposite sides, orthogonal to the magnetization axis of the magnet. The magnetically sensitive elements of the sensor work according to a gradiometric scheme.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Для локализации и измерения ферромагнитной фазы изделия из аустенитных сталей устанавливают контролирующее устройство на поверхность изделия, его намагничивающий магнит взаимодействует с материалом изделия и промагничивает участок поверхности на глубину, меньшую толщины изделия, а феррозондовый датчик устройства сканирует этот участок, в отсутствии сигнала устройство последовательно перемещают в одном направлении до получения и фиксирования максимальной величины сигнала, являющегося мерой продольного градиента тангенциальной составляющей магнитного поля рассеяния ферромагнитной фазы контролируемого изделия, при отсутствии сигнала, сканирование поверхности изделия осуществляют в направлении, ортогональном первоначальному, до получения сигнала и фиксирования его максимальной величины. To localize and measure the ferromagnetic phase of an austenitic steel product, a control device is installed on the product surface, its magnetizing magnet interacts with the product material and magnetizes a surface area to a depth less than the product thickness, and the device’s flux-probe sensor scans this area; in the absence of a signal, the device is sequentially moved to one direction before receiving and fixing the maximum value of the signal, which is a measure of the longitudinal gradient tangential with stavlyayuschey stray magnetic field of the ferromagnetic phase controlled products, in the absence of a signal scanning surface of the article is carried in the direction orthogonal to the original, to obtain a signal and fixation of its maximum value.
Однако этот известный способ имеет недостатки, снижающие эффективность феррозондового контроля α-фазы материалов и изделий из аустенитных сталей, а именно:
1. Способ недостаточно универсален для широкого круга контроля материалов и изделий, например для контроля изделий, имеющих небольшую толщину.However, this known method has disadvantages that reduce the efficiency of flux-gate control of the α-phase of materials and products from austenitic steels, namely:
1. The method is not universal enough for a wide range of control materials and products, for example for the control of products having a small thickness.
2. Необходимость двойного сканирования поверхности контрольного изделия снижает получение достоверных результатов, что приводит к возрастанию погрешности измерений. 2. The need for a double scan of the surface of the control product reduces the obtaining of reliable results, which leads to an increase in measurement error.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка нового способа феррозондового контроля ферромагнитной фазы аустенитных сталей, который позволит повысить точность и достоверность непрерывных и локальных измерений α-фазы аустенитных сталей, существенно расширить номенклатуру контролируемых материалов и изделий из этих сталей. The task to which the claimed invention is directed is to develop a new method of flux-gate monitoring of the ferromagnetic phase of austenitic steels, which will improve the accuracy and reliability of continuous and local measurements of the α-phase of austenitic steels, significantly expand the range of controlled materials and products from these steels.
Поставленная задача достигается за счет технического результата, который может быть получен при осуществлении изобретения, а именно - повышение точности и достоверности результатов измерений α-фазы материалов и изделий, за счет повышения локальности измерений и одновременного проведения двойного контроля одного и того же участка поверхности изделий, а также обеспечения универсальности повышения эффективности феррозондового способа контроля за счет работы феррозондового датчика в режиме градиентомера или полемера в зависимости от исследуемых материалов и изделий. The problem is achieved due to the technical result that can be obtained by carrying out the invention, namely, improving the accuracy and reliability of the measurement results of the α-phase of materials and products, by increasing the locality of measurements and simultaneous double monitoring of the same surface area of the products, as well as ensuring the universality of increasing the efficiency of the fluxgate control method due to the operation of the fluxgate sensor in the gradient meter or polemeter mode, depending on and traceable materials and products.
Технический результат достигается за счет того, что в известном способе, включающем установление контролирующего устройства на поверхность изделия, промагничивание участка поверхности и его сканирование феррозондовым датчиком, магниточувствительные элементы которого размещены соосно в плоскости нейтрального сечения намагничивающего магнита, ортогонально продольной оси датчика, до получения и фиксирования максимальной величины сигнала, одновременно сканируют тот же участок поверхности контролируемой стали дополнительным феррозондовым датчиком в направлении, ортогональном первоначальному или под углом к нему, получают и фиксируют сигнал от ферромагнитных включений и путем сравнения сигналов, полученных с обоих датчиков, судят о наличии ферромагнитной фазы стали и ее локальности; затем положение датчиков меняют, поворачивают их относительно друг друга в плоскости контролируемого изделия, повторяют измерения и принимают за рабочую величину сигнала его усредненное значение; при отсутствии сигнала от одного из датчиков их меняют местами относительно друг друга, поворачивают в плоскости контролируемого изделия на тот же угол, под которым проводилось сканирование поверхности дополнительным датчиком до получения сигнала такой величины, который имел место на одном из этих датчиков, в этом случае, при равенстве сигналов, делают вывод об истинности сигнала и направлении локализации ферромагнитной фазы стали. The technical result is achieved due to the fact that in the known method, including the installation of a control device on the surface of the product, the magnetization of the surface area and its scanning by a flux-gate sensor, magnetically sensitive elements of which are placed coaxially in the plane of the neutral section of the magnetizing magnet, orthogonal to the longitudinal axis of the sensor, until receiving and fixing maximum magnitude of the signal, simultaneously scan the same surface area of the controlled steel with additional ferros ndovym sensor in the direction orthogonal to the original, or at an angle thereto, and the obtained signal from the fixed ferromagnetic inclusions by comparing the signals received from both sensors, judging the existence of the ferromagnetic phase steel and its localization; then the position of the sensors is changed, they are rotated relative to each other in the plane of the controlled product, the measurements are repeated and its average value is taken as the working value of the signal; in the absence of a signal from one of the sensors, they are interchanged relative to each other, rotated in the plane of the controlled product by the same angle at which the surface was scanned with an additional sensor until a signal of the magnitude that occurred on one of these sensors was received, in this case, when the signals are equal, they conclude that the signal is true and the direction of localization of the ferromagnetic phase of the steel.
Способ может быть осуществлен с помощью разных по предназначению устройств, в которых установлен постоянный магнит и расположены в плоскости его нейтрального сечения на противоположных сторонах, ортогонально оси намагничивания магнита и продольной оси датчика, соосно друг другу магниточувствительные элементы первого датчика, а под углом (от 0o до 90o в зависимости от предназначения устройства) к оси намагничивания магнита расположены магниточувствительные элементы второго датчика, при этом они подключены к электронному блоку через переключатели по схеме градиентомера и полемера.The method can be implemented using devices of different designation, in which a permanent magnet is installed and located in the plane of its neutral cross section on opposite sides, orthogonal to the magnetization axis of the magnet and the longitudinal axis of the sensor, magnetically sensitive elements of the first sensor are aligned with each other, and at an angle (from 0 o to 90 o, depending on the destination device) to the magnetization axis of a magnet arranged magnetosensitive elements of the second sensor, wherein they are connected to the electronic unit through ne eklyuchateli scheme gradientomera and polemera.
При промагничивании контролируемого участка поверхности изделия на глубину, меньшую толщины изделия, фиксируемый сигнал является мерой продольного градиента тангенциальной составляющей магнитного поля рассеяния ферромагнитных включений стали и феррозондовые датчики устройства включают в режим работы градиентомера. When the controlled surface area of the product is magnetized to a depth less than the thickness of the product, the detected signal is a measure of the longitudinal gradient of the tangential component of the scattering magnetic field of the ferromagnetic inclusions of steel, and the flux-probe sensors of the device are switched on in the mode of operation of the gradiometer.
При промагничивании контролируемого участка поверхности изделия на глубину, большую толщины контролируемого изделия, феррозондовые датчики устройства включают в режим работы полемера. When magnetizing the controlled portion of the surface of the product to a depth greater than the thickness of the controlled product, the flux-gate sensors of the device are turned on in the mode of operation of the polemer.
Сопоставительный анализ данного способа с прототипом показывает, что предложенный способ отличается наличием новых приемов и операций, которые позволяют повысить точность и достоверность α-фазы аустенитных сталей за счет повышения локальности измерений и одновременного проведения двойного контроля одного и того же участка поверхности изделий. Способ позволяет существенно расширить номенклатуру контролируемых материалов и изделий из этих сталей за счет работы феррозондового датчика в режиме градиентомера или полемера в зависимости от исследуемых материалов и изделий. A comparative analysis of this method with the prototype shows that the proposed method is characterized by the presence of new techniques and operations that can improve the accuracy and reliability of the α-phase of austenitic steels by increasing the locality of measurements and simultaneously conducting double control of the same surface area of the products. The method allows to significantly expand the range of controlled materials and products from these steels due to the operation of the flux-gate sensor in the gradient meter or pole meter mode, depending on the materials and products being studied.
Источники информации:
1. Веденев М.А., Пономарев В.С., Кулеев В.Г. и др. Прибор для контроля изменений магнитного состояния листов слабомагнитных аустенитных сталей - ферритометр Ф-01. Дефектоскопия, 1994, N 3, стр. 3-9.Sources of information:
1. Vedenev M.A., Ponomarev V.S., Kuleev V.G. and others. A device for monitoring changes in the magnetic state of sheets of weakly magnetic austenitic steels is an F-01 ferritometer. Defectoscopy, 1994, N 3, p. 3-9.
2. Ригмант М.Б., Горкунов Э.С., Пономарев В.С., Чернова Г.С. Измеритель содержания ферритной фазы ферритометр ФМ-3 ИФМ. Дефектоскопия, 1996, N 5, стр. 78-83. 2. Rigmant M.B., Gorkunov E.S., Ponomarev V.S., Chernova G.S. Measurement of the content of the ferritic phase ferritometer FM-3 IFM. Defectoscopy, 1996, N 5, pp. 78-83.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102938A RU2166191C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102938A RU2166191C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99102938A RU99102938A (en) | 2000-11-27 |
| RU2166191C2 true RU2166191C2 (en) | 2001-04-27 |
Family
ID=20215926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99102938A RU2166191C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2166191C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU179753U1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | A device for local measurement of the ferromagnetic phase in austenitic steels |
-
1999
- 1999-02-15 RU RU99102938A patent/RU2166191C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ригмант М.Б. и др. Измеритель содержания ферритной фазы ферритометр ФМ-3 ИФМ. Дефектоскопия. 1996, N5, с.78-83. Есилевский В.П. и др. Простой ферритометр ФМ-2. Дефектоскопия. - 1971, N6, с. 123-124. Веденев М.А. и др. Прибор для контроля измерений магнитного состояния слабомагнитных аустенитных сталей - ферритометр Ф-01. Дефектоскопия. 1994, N3, с. 3-9. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU179753U1 (en) * | 2017-12-28 | 2018-05-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) | A device for local measurement of the ferromagnetic phase in austenitic steels |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4487082B1 (en) | Magnetic flux leakage flaw detection method and apparatus | |
| Dogaru et al. | Giant magnetoresistance-based eddy-current sensor | |
| KR100218653B1 (en) | Electronic induced type test apparatus | |
| US10175200B2 (en) | Methods and systems for detecting nonuniformities in a material, component, or structure | |
| JP4021321B2 (en) | Stress measurement of ferromagnetic materials | |
| US4207519A (en) | Method and apparatus for detecting defects in workpieces using a core-type magnet with magneto-sensitive detectors | |
| EP3344982B1 (en) | A method and system for detecting a material discontinuity in a magnetisable article | |
| Tsukada et al. | Integrated magnetic sensor probe and excitation wire for nondestructive detection of submillimeter defects | |
| US4048847A (en) | Nondestructive detection of stress | |
| US6320375B1 (en) | Method for detection of rare earth metal oxide inclusions in titanium and other non-magnetic or metal alloy castings | |
| JP6826738B2 (en) | Non-destructive inspection equipment | |
| RU2166191C2 (en) | Method measuring ferromagnetic phase of austenitic steels | |
| US10777031B2 (en) | Coin detection system | |
| JPH04269653A (en) | Leakage magnetic flux detector | |
| JPH0335624B2 (en) | ||
| JPH0545184B2 (en) | ||
| US7365533B2 (en) | Magneto-optic remote sensor for angular rotation, linear displacements, and evaluation of surface deformations | |
| ATE343127T1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR IN SITU DETERMINATION OF THE DEGREE OF CONVERSION OF A NON-MAGNETIC PHASE INTO A FERROMAGNETIC PHASE OF A METAL WORKPIECE | |
| RU2130609C1 (en) | Device for local measurement of ferromagnetic phase of austenitic steel | |
| Butin et al. | New NDE perspectives with magnetoresistance array technologies–from research to industrial applications | |
| JPH04221757A (en) | Defect detecting device | |
| CN204129826U (en) | A kind of Detecting of coin system | |
| JPH06242076A (en) | Electromagnetic flaw detecting equipment | |
| JPH02253152A (en) | Method and device for flaw detection | |
| JPS6153561A (en) | Evaluator for low magnetic-permeability material |