Способ магнитного контроля механических характеристик сталей арматурных стержней Советский патент 1985 года по МПК G01N27/82 

I I // I

-I.-4.-f-/y - --4-

г7 I I

.

I I I I

. l f 4--ЬЧ

. I I I I I

I. .4-4-4-4I i I I I I 1. Ч I t I

-rV

Фиг.

г

Изобретение относится к нер)азрушающим методам контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения предела текучести и прочности сталей арматурных стержней, находящихся в теле железобетонных конструкций.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности контроля.

На фиг. 1 представлена схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - графики зависимости ЭДС Холла EV от длины намагниченлг

ных участков арматурных стержней с одинаковыми диаметрами (10 гда) и разными пределами текучести зависимости ЭДС Холла Е, от длины намагниченных участков арматурных стержней с разными диаметрами, но одинаковыми пределами текучести; на фиг. 4 - зависимость ЭДС Холла от длины намагниченного участка арматурного стержня при действии на него внешних механических напряжений , на фиг. 5 - корреляционная зависимость между пределами текучести (j j и прочности и g сталей для арматурных стержней, расположенных в бетоне на глубине 35 мм, и параметром ВСхема реализации способа (фиг, 1 иллюстрирует расположение намагничивающей катушки 1 с датчиком 2 Холла над контролируемым стержнем 3 арматуры, расположенным в бетоне 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Прибором ИЗС определяют расположение и глубину залегания продольных и поперечных арматурных стержней 3. На поверхность бетона 4 наносят мелом сетку, соответствующую расположению арматуры в бетоне 4.

На поверхности бетона 4 располагают намагничивающую катушку 1 с датчиком 2 Холла так, что ось катушки 1 совпадает с осью контролируемого стержня 3 (фиг. 1). Расстояние между намагничивающей катушкой 1 с датчиком 2 и контролируем ым стержнем 3 выбирают постоянным при всех измерениях.

В намагничивающую катушку 1 подают ряд импульсов постоянного напряжения одного знака. Число импульсов соответствует режиму намагничивания в установившемся частном гистерезисном цикле, о чем судят по

70672

неизменности сигнала на выходе датчика 2, регистрируемого микровольтметром (не показан).

Нанесение магнитной метки в режиме установившегося частного гистерезисного цикла обеспечивает стабильность параметров поля остаточной намагниченности для стержней, расположенных в бетоне.

0 Измеряют градиент вертикальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности вдоль оси стержня на линейном участке функции этой напряженности от длины намагниченного участка. Для этого намагничивающую катушку 1 с датчиком 2.Холла Перемещают вдоль стержня 3 и фиксируют исходные положения датчика, соответствующие нулевому значению ЭДС на выходе датчика 2 Холла, и конечное его положение (например, соответствующее напряжение ЭДС на выходе датчика ЕХ 10 мкВ). Измеряют расстояние

5 & f между исходными и конечным положениями датчика. По экспериментальным данным строят тарировочные графики (фиг. 5) зависимости предела текучести d и предела

Q прочности dp от параметра С- . По

тарировочному графику (фиг. 5) зависимости (j-j и dg сталей стержней от расстояния 2- (по значению которого с достаточной для практических целей точностью судят о величине градиента вертикальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности) определеляют значения указанных параметров.

Величина В|- взята параметром

поля остаточной намагниченности из следующих соображений. ЭДС Холла Е на выходе датчика Холла линейно связана с вертикальной составляющей напряженности магнитного

поля Hg;

,

где С - постоянная датчика.

При перемещении датчика Холла вдоль намагниченного стержня изменяется величина вертикальной составляющей напряженности Н поля остаточной намагниченности, пропорционально которой изменяется и величина ЭДС Холла Е, . Изменение ЭДС Холла на выходе датчика от длины Е намагниченного участка ЕХ () показано на фиг, 2 для двух стержней одного диаметра, но с разными пределами текучести. Для каждого стержня можно записать гасЗ Е -CgraJ Hg rfrpd 6 X Для линейного участка зависимости Е х (фиг. 2) dE,-uEx,(je &e; rad H.L С целью упрощения измерения величины го Нд берется E const в пределах линейного участка завиТогда при посимостиС и 4 Ej( велистоянных величинах 1187 5 10 15 20 7 (а(3 Hg оценивается приращением 4 В BT . Выбор величины Е в пределах которой можно судить о величине градиента вертикальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности, поясняется графиками (фиг. 3 и 4), построенными по экспериментальным данным. На графике фиг. 3 видно, что при приращениях Е.х 0 функция Е - Ч (Б) имеет общий линейный участок для диаметров стержней (от 12 до 20 мм). Из графика фиг. 4 видно, что при действии механических напряжений на стержень функция Ej( cf (6) имеет общий линейный участок при дЕх 0 мкВ. На этом участке изменение параметра б. от механических напряжений приводит к малым погрещностям измерения величин механических характеристик.

%

i Ш

Csj «SI

§ sg s L

СПОСОБ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТАЛЕЙ АРМАТУРНЫХ СТЕРЖНЕЙ, заключающийся в том, что на стержни с известной глубиной залегания в бетоне наносят магнитную метку при постоянном намагничивающем поле, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности контроля, нанесение магнитной метки осуществляют в режиме установившегося частного гистерезисного цикла, измеряют градиент вертикальной составляющей напряженности поля остаточной намагниченности на линейном участке функции этой напряженности от длины i намагниченного участка и по тарировочньм графикам определяют мехат с нические характеристики.