МАГНИТОПРОВОД НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2001 года по МПК G01N27/83 H01F13/00 

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий магнитным методом и может быть использовано в дефектоскопах при дефектоскопии ферромагнитных изделий.

При проведении магнитного контроля ответственных изделий, узлов и деталей, имеющих различные размеры, конфигурацию, доступность, возникает необходимость в наличии удобного в работе намагничивающего устройства, позволяющего плавно изменять расстояние между полюсами и угол контакта с поверхностью контролируемого изделия. Кроме этого, конструкция магнитопровода должна обладать минимальным магнитным сопротивлением.

При полюсном способе намагничивания изделий достаточно широко используется дефектоскоп ГСП ПМД-70 /1/, который комплектуется намагничивающим устройством, состоящим из двух наконечников с намагничивающими катушками, шарнирно соединенными со срединной частью магнитопровода. Срединная часть магнитопровода выполнена из двух элементов с возможностью их вращения относительно друг друга вокруг общей оси.

Недостатком известного устройства являются ограниченные возможности в "гибкости" магнитопровода - узкий диапазон как в изменении расстояний между магнитными полюсами, так и во взаимном угловом наклоне между центральными осями наконечников.

За прототип принято передвижное намагничивающее устройство /2/, в котором вопрос "гибкости" магнитопровода решен использованием шарового шарнира, позволяющего осуществлять изгиб магнитопровода при изменении конфигурации изделия.

Недостатком конструкции известного магнитопровода является сложность изготовления шаровых шарниров, существенное изменение сечения магнитопровода в местах перехода магнитопровода в шар, что приводит к возмущению (искривлению) магнитного потока и его уменьшению.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение изготовления магнитопровода, сохранение его сечения одинаковым по всей длине, расширение диапазона использования.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в магнитопроводе, состоящем из шарнирно соединенных между собой стержней, по крайней мере часть стержней выполнены со скошенным под углом 20 - 90^o к центральной оси с одной или двух сторон торцами. При этом стержни шарнирно закреплены между собой в точках выхода центральных осей, обеспечивая возможность их взаимного вращения для изменения конфигурации магнитопровода.

В зависимости от конструктивных особенностей контролируемых изделий угол скоса (угол между плоскостью торца и осью стержня) одного из торцов стержня может изменяться от 90^o и приближаться к 0^o. Однако практически используемым диапазоном углов будет 20 - 90^o. В меньших углах скоса необходимости нет.

При одинаковых углах скоса контактирующих торцов в каждой паре стержней магнитопровод становится прямолинейным. При этом углы наклона плоскостей контакта в каждой из пар могут быть различны.

Для получения максимального угла изгиба магнитопровода при оптимальных углах скоса концов стержня необходимо, чтобы линия пересечения секущих плоскостей была перпендикулярна оси стержня.

Длина стержней также зависит о конструктивных особенностей контролируемых изделий, но оптимальной является 20 - 150 мм, при этом стержни могут быть как одинаковой длины, так и различной.

Так как длина контролируемого участка определяется углами скоса стержней, их длиной и их количеством, а также технической возможностью создания необходимой напряженности магнитного поля, то практически, для выполнения условий получения контролируемого участка длиной 500 мм при угле скоса 75 - 85^o, длине стержней 20 - 150 мм достаточно 4 - 20 стержней сечением 2500 - 3000 мм².

Изготовление стержней не требует специальных оборудования и оснастки.

Магнитопровод намагничивающего устройства может быть выполнен из стержней со сквозными центральными отверстиями, нанизанными на тягу, например тросик. С целью упругого сжатия стержней друг с другом на концах тяги закреплены пружины сжатия, утопленные в тело стержней.

За счет свободного вращения стержней вокруг тросика возникает возможность совмещать прилегающие стержни таким образом, что угол пересечения центральных осей стержней будет плавно изменяться, изменяя всю конфигурацию магнитопровода.

Тросик выполняет роль фиксирующего стержня элемента и одновременно является осью вращения стержней магнитопровода.

В случае необходимости изготовления стержней непрямолинейной формы и сложностью в связи с этим изготовления сквозных отверстий соединение их производится по типу шип - паз. Шарнирное соединение в этом случае может быть выполнено по типу шип - паз в виде перпендикулярных торцам цилиндрических углублений (пазов) в стержнях с канавками под пружинные шайбы и установкой в них осей вращения (шипов) с ответными канавками под шайбы.

Магнитопровод может быть выполнен из цилиндрических стержней. В этом случае взаимное вращение прилегающих стержней можно осуществлять более плавно, практически не изменяя площади сечения магнитопровода.

Для удобства взаимного вращения стержней при изменении конфигурации магнитопровода на их боковую поверхность при изготовлении наносится накатка.

Магнитопровод может быть изготовлен из стержня, имеющего сечение, например, шестигранника. Этим создается удобство в работе при вращении и совмещении прилегающих граней.

С целью сокращения количества стержней или специфики контролируемого оборудования часть их может быть изготовлена гнутыми или штампованными с необходимой конфигурацией и со скошенными торцами.

На участках поверхностей стержней, прилегающих к торцам, наносятся цифровые указатели (риски), совмещая которые в определенном порядке можно создавать конфигурацию магнитопровода, рекомендуемую инструкцией по эксплуатации при контроле указанного изделия.

В случае использования стержней сложной (многогранной) конфигурации и при малых углах скоса (менее 75^o) плоскость контактирующих площадей стержней механической обработкой приводится к форме максимально возможного круга, вписываемого в площадь сечения с центром в оси вращения.

Предлагаемая конструкция обладает возможностью устанавливать конфигурацию магнитопровода в больших пределах углов контроля и во всех плоскостях.

Конструкция магнитопровода поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен магнитопровод с намагничивающими катушками.

На фиг. 2 изображена одна сторона конструкции магнитопровода при закреплении стержней тягой, пропущенной через отверстия в стержнях.

На фиг. 3 изображено соединение стержней по типу шип - паз.

На фиг. 4 изображен с стержень с двумя изгибами оси.

На фиг. 5 изображены два стержня магнитопровода с малыми углами скоса стержней, плоскости торцов которых выполнены в форме круга.

На фиг. 6 изображен магнитопровод с намагничивающими катушками, установленный на контролируемом трубопроводе.

Намагничивающее устройство состоит из намагничивающих катушек 1 и магнитопровода, изготовленного из стержней 2 и 3 (см. фиг. 1, 2) со скосами под углом α, стянутых пружинами 4 через шайбу 5 тросиком 6. На наружных поверхностях стержней 2 нарезана резьба 7 для закрепления намагничивающих катушек 1, а на поверхностях стержней 3 - накатка 8 с указателями положения 9. В случае закрепления стержней 3 по типу шип - паз (см. фиг. 3) при одном или нескольких изгибах стержней шип 10 устанавливается в паз 11 и закрепляется пружинными шайбами 12 в канавках 13 и 14. Стержни 3 могут быть изготовлены с одним или несколькими изгибами центральной оси (см. фиг. 4). При углах скоса торцов менее 45^o контактируемые плоскости торцов выполнены в форме круга, вписываемого в площадь сечения стержня с центром в оси вращения стержней с обработкой участка наружной поверхности 15 (см. фиг. 5).

Угол с одной стороны стержня в 90^o при его вращении позволяет изменять конфигурацию одной части магнитопровода без изменения другой. Оптимальным же диапазоном углов скоса торцов стержней является 75 - 85^o, при этом угол между осями стержней будет изменяться от 150 до 170^o. Этот диапазон углов скоса концов стержня обеспечивает минимальную разницу в площадях сечения стержня и его торца. Практически этого диапазона углов достаточно для получения магнитопровода любой конструкции. Угол скоса второго торца может изменяться в таком же диапазоне, независимо от первого. При этом линия пересечения секущих плоскостей находится вне тела стержня и может быть как перпендикулярной при проектировании на ось стержня, так и под углом к его оси.

Сборка магнитопровода осуществлялась в следующей последовательности. На одном из стержней 3 на фрезерном станке сделана продольная прорезь шириной, равной диаметру тросика, до внутреннего отверстия. Конец тросика 6 устанавливается в отверстие шайбы 5 и закреплялся, например, сваркой. На подготовленный таким образом тросик 6 нанизывались пружина сжатия 4, стержень 2 с односторонним скосом, стержни 3 с двухсторонним скосом, кроме стержня с прорезью, вновь стержень с односторонним скосом 2, пружина сжатия 4, на второй конец тросика 6 одевалась шайба 5 и закреплялась. В последнюю очередь пропуском тросика 6 через пропил устанавливался стержень 3 таким образом, чтобы сжать пружины и создать натяжение тросика. В пропил с натягом устанавливалась металлическая пластина толщиной и конфигурацией пропила. На резьбовые участки стержней накручиванием были установлены наконечники с намагничивающими катушками 1, используемыми в дефектоскопе ПМД-70.

Магнитопровод был изготовлен и затем апробирован при контроле (см. фиг. 6) трубопровода 16 и отводов 17 с использованием дефектоскопа ПМД-70 и его катушек намагничивания 1. Контроль проводился согласно инструкции по эксплуатации дефектоскопа с первоначальной проверкой работоспособности на штатных эталонах чувствительности. Магнитопровод, изготовленный из стержней 2 и 3, огибая один из отводов 17, был легко установлен на трубопровод 16.

Контроль с использованием предлагаемой конструкции магнитопровода обеспечил на эталонах выявление всех трещин, а при контроле в производственных условиях удобство пользования, изготовление не вызвало проблем.

Источники информации, использованные при составлении описания изобретения
1. Паспорт. Дефектоскоп ГСП ПМД-70 (МД-70 ПК-III).

2. А.с. СССР N 1446546, МПК 4 G 01 N 27/84, 1977 г.

Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий магнитным методом. Магнитопровод состоит из шарнирно соединенных между собой стержней, по крайней мере часть которых выполнены со скошенной с одной или двух сторон торцами под углом больше 20 и меньше 90° к продольной оси. Стержни имеют сквозные центральные отверстия и соединяются между собой гибкой подпружиненной тягой, пропущенной через отверстия. Контактируемые поверхности имеют форму круга, вписываемого в площадь сечения стержня, с центром в оси вращения стержней. Магнитопровод позволяет использовать намагничивающее устройство для контроля изделий различных типоразмеров без замены деталей магнитопровода и без изменения его сечения. 5 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Магнитопровод намагничивающего устройства, состоящий из шарнирно соединенных между собой стержней со скошенными торцами, отличающийся тем, что стержни имеют сквозные центральные отверстия и соединены подпружиненной тягой, пропущенной через отверстия. 2. Магнитопровод по п.1, отличающийся тем, что торцы стержней скошены под углом больше 20 и меньше 90^o к продольной оси. 3. Магнитопровод по п.1 или 2, отличающийся тем, что стержни выполнены круглого сечения. 4. Магнитопровод по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что на стержни нанесена накатка. 5. Магнитопровод по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что стержни выполнены многогранными. 6. Магнитопровод по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что на участках поверхности стержней, прилегающих к плоскости соприкосновения, нанесены указатели взаимного расположения.