Способ магнитографического контроля изделий из ферромагнитных материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N27/85 

О9

сл

Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть использовано для обнарз ения дефектов ферромагнитного материала изделий при кон- троле магнитографическим методом.

Целью изобретения является повышение чувствительности контроля к подповерхностным дефектам массивных изделий путем дополнительного намагни- чивания ленты постоянным магнитным полем, перпендикулярным к ее поверхности, и тем самым линеаризации ее характеристики в области больших полей

На фиг.1 показан график завися- мости величины перпендикулярного поля от, величины расстояния до образца, на фиг,2 - магнитогра1шы полей дефектов при воздействии перпендикулярного поля намагничивания ленты,

Способ осуществляют следующим образом,

Магнитную ленту укладывают на поверхность изделия и намагничивают ее совместно с изделием постоянным маг- нитным полем, при этом одновременно дополнительно воздействуют на ленту перпендикулярным постоянным полем магнита, величину которого выбирают в пределах 65-75% от величины намаг- ниченности насыщения ленты. После окончания намагничивания, выключают

тем поле перпендикулярного намагничивания ленты. После снятия ленты считывают магнитограмму и по результатам считывания определяют качество изделия,

Сущность способа состоит в том, что подмагничивание перпендикулярным полем при определенных условиях может улучшить выявляемость дефектов, Поле дефектов записьшается на магнитную ленту в виде остаточной намагниченности, величина которой зависит от соотношения намагничивакяцих полей,а а именно внешнего намагничивающего поля, перпендикулярного подмагничива- ющегр поля и поля дефекта, а также от магнитных свойств ленты. Условие, при котором становится возможным улучшение выявляемости дефектов, сводится к следующему: величина подмаг- ничивающего перпендикулярного поля Н, должна составить 65-75% от величины намагниченности насьш5ения М g магнитной ленты, используемой для контроля. При этом появляется возможность ис

д

5 0

5 о

5

5

/ч

0

пользовать намагничивающее поле максимально возможной величины, т,е. равное или большее поле насьш1ения ленты Hj, Значение перпендикулярного магнитного поля за пределами 65-75% приводит к потере чувствительности к низкоповерхностным дефектам.

Нормами магнитографического контроля установлен минимальный допустимый внутренний дефект в среднем в размере 10% от толщины изделия. Это условие и известность технических характеристик ленты (Hj и Mg) дает воз- можность оценить необходимую величину перпендикулярного подмагничивающе- го поля. Для ленты с магнитным слоем на основе частиц , обычно используемых в магнитографической дефектоскопии, величина намагничивающего поля выбиралась приблизительно равной Н о 600 А/см, что примерно соответствует полю насьш1;ения ленты. Для внутреннего дефекта диаметром 2 мм и глубиной залегания, приблизительно равной 16 мм, величина экстремума нормальной составляющей поля дефекта в этом поле приблизительно равна 160 А/см, Пользуясь этими оценками, можно считать, что в таком случае перпендикулярное подмагничивающее поле примерно равно Hj 0,6-600 А/см- -0,5-Мд-160 А/см, H.uO,5-Ms+ 200 А/ /см.

Если учесть, что величина намагн1г ченности насьш1ения для ленты такого типа Мд порядка 1200 А/см, то величина перпендикулярного магнитного поля будет порядка ,5 1200 А/см + + 200 А/см 800 А/см, что составляет 65% от величины М,

Пример. Для осуществления предлагаемого способа контроля использовались массивные ферромагнитные пластины, изготовленные из Ст.З, Размеры пластин следующие: длина 150 мм, ширина 100 мм, толщина менялась от 10 до 20 мм. Дефекты в пластинах имитировалась цилиндрическими отверстиями различного диаметра и расположенными на различной глубине залегания , от 2 до 20 мм. Продольное намагничивание по отношению к плоскости образца осуществляли с помощью электромагнита постоянного тока. Пластины помещали между полюсов электромагнита при межполюсном расстоянии 150 мм, причем площадь полюсов была большой (6750 мм2). Продольное намагничиваю31

щее поле, как показали измерения, по толщине образца, практически однородно, по длине область однородности порядка 60 мм и располагалась в цен- тральной части образцов. Длина всех дефектов перпендикулярна полю Н, а образующая параллельна поверхности образца, на которой помещалась лента. Запись производили на размагниченных отрезках магнитных лент типа И-4701 длиной 100 мм и шириной 35 мм. Намагничивающее поле H(j действовало вдоль длины ленты и влиянием краев отрезка ленты на центральную часть можно npeнебречь.

Перпендикулярное подмагничиванхцее поле создавалось постоянным магнитом на основе феррита бария размерами 120 X 80 X 55 мм. Постоянный магнит помещался сверху над образцом и прижатой к нему магнитной лентой через калиброванные немагнитные прокладки разной толщины, вследствие чего менялась величина подмагничивающего пер- пендикулярного поля. График зависимости величины перпендикулярного под- магничивагощего поля Н , от расстояния до образца d приведен на фиг.1.

Отрезки лент прижимались к поверхнорти образца немагнитными прокладками рабочим слоем вниз и считывание информации производилось также со стороны рабочего слоя. Величина перпендикулярного подмагничивающего поля над образцом измерялась преобразова- телем Холла, Процесс записи заключал- . ся в намагничивании изделия с прижатой к нему магнитной лентой до заданной величины, последующем приложении перпендикулярного поля, создаваемого постоянным магнитом, снятии продольного поля и последующим снятии перпендикулярно гЪ поля.

Считьшание информации с магнитной ленты производилось феррозондовым магнитометром. Для этого ленту, уложенную на специальную подставку, сканировали датчиком магнитометра. Производилось считывание нормальной составляющей поля записи дефекта. Ре- зультаты измерений представлены на фиг.2.

Топографию нормальной составляющей поля ленты регистрировали на двухко- ординатный самописец. Напряженность продольного намагничивающего поля выбиралась так, что на ленту записывалось магнитное поле, создаваемое де

c

0 5

«

5

0

5

13

фактом сплошности, и при этом лента оказывалась в состоянии, близком к насыщению: т.е. эта величина намагничивающего поля Hj, была порядка Hg и составляла для ленты этого типа величину 600 А/см. Для обоснования величины перпендикулярного подмагничи- вающего поля, которое согласно предлагаемому способу должно составлять 65-75% от величины намагниченности насьщения ленты, испытаны следующие величины 500, 650, 720, 780, 840 и 900 А/см (при HO 600 А/см), что составляло соответственно 42, 54, 60, 65, 70 и 75% от величины намагниченности насыщения М, которая для ленты данного типа составляла 1200 А/см.

Использование меньших подмагничи- вающих перпендикулярных полей не обеспечивает желаемого прироста ч гвстви- тельности, нормальная составляющая поля записи дефекта возрастает, но незначительно. Увеличение Hi 7900 А/ /см нецелесообразно по техническим причинам. Кроме того, оно обеспечивало уже достаточное увеличение чувствительности для выявления малых и глубокозапегающих дефектов.

Результаты испытаний, приведенные на фиг.6, где представлены магнитограммы полей дефектов, записанные при указанных условиях, показьгоают, что при увеличении напряженности перпендикулярного подмагничивающего поля величина нормальной составляющей поля записи дефекта Н растет, и увеличивается в несколько раз в сравнении, когда нормальное подмагничива- ние равно Н 0. Так при Нд 600 А/ /см и Н 900 А/см (что составляет 75% от величины N5) величина выросла приблизительно в 6-7 раз по сравнению с HO 600 А/см при Нц О,

Такое же увеличение сигнала обеспечивается при приложении Н , величиной 840 и 780 А/см, что составляет соответственно 70 и 65% от величины My. Это подтверждает оптимальность предлагае1Ф1х величин перпендикулярного подмагничивающего поля, которое согласно предлагаемому способу должно составлять г -65-75% от величины М, Как видно из фиг.6, поля Н меньшей величины (720, 600 и 500 А/см) не обеспечивают необходимого увеличения сигнала.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность работать в области пре/Vi//M

3ff 35 iiO «5 50 55 60 65 70 75

Йга./

d мм

Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть использовано для выявления дефектов типа нарушений сплошности в изделиях из ферромагнитных материалов. Целью изобретения является повьшение чувствительности контроля к глубокозале- гаклцим и небольшим по размерам дефек-. там массивных ферромагнитных изделий за счет линеаризации характеристики магнитной ленты в условиях больших полей намагничивания. Для достижения поставленной цели магнитную ленту укладывают на поверхность изделия, намагничивают ее совместно с изделием постоянным магнитным полем, далее осуществляют дополнительное намагничивание ленты с изделием постоянным магнитным полем, перпендикулярным к плоскости ленты, а отключение этого поля производят после снятия основного поля, причем величина напряженности этого перпендикулярного поля составляет 65-75% величины намагниченности насьш ения используемой для контроля магнитной ленты, Поле дефекта записьтается на магнитную ленту в виде остаточной намагниченности, величина которой зависит от соотношения внешнего намагничивающего поля, перпендикулярного подмагничивающего поля и поля дефекта, а также от магнитных свойств ленты. 2 ил. х (Л