Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения пределов текучести и прочности арматурных стержней, стальных канатов, бурильных и обсадных труб и других протяженных, намагниченных полем Земли ферромагнитных изделий.
Целью изобретения является расши- рение области применен способа пу тем обеспечения возможности определения механических характеристик протяженных, намагниченных полем Земли издел &,
На фиг.1 приведена структурная .схема устройства предлагаемого способа для реализации; на фиг.2 - графики зависимости величины ЭДС Е в измерительной катушке от длины 1 намагниченного участка за пределами намагничивающей Катушев для арматурных стержней из мягкой стали; на фигоЗ - графики зависимости величины ЭДС Е в измерительной катушке от длины 1 намагниченного участка за пределами намагничивающей катушки для арматурных стержней из твердой стали; на фиг.4 - тарировочные графики зависи- мости предела текучести G и предела прочности Gg стали арматурных стер- жней от величины градиентов 1 электромагнитного поля.
Устройство содержит намагничивающую катушку 1, внутри которой помещают контролируемое изделие 2, измерительную катушку 3, источник 4 переменного тока, соединенные с ним переменный резистор 5 и миллиамперметр 6, милливольтметр 7, соединенный с измерительной катушкой, и линейку 8, установленную за пределами намагничивающей катушки.
Способ осуществляется следующим образом.
Контролируемое изделие 2 помещают внутри намагничивающей катушки 1. Измерительную катушку 3 размещают перпендикулярно оси изделия в упоре (положение Б) с намагничивающей катушкой 1. К катушке подключается источник 4 переменного тока. Переменным резистором 5 устанавливают величину намагничивающего тока I в катушке по миллиамперметру 6, при которой величина ЭДС Е в измерительной катушке 3 находится в пределах, середины выбранной шкалы милливольтметра 7, например 150 мВ, при токе I 30 мА. Выбранная величина тока I 30 мА поддерживается неизменной после размещения в катушке 1 изделия 2 с другими механическими характеристиками. Снимают зависимость ЭДС Е в измерительной катушке 3 от длины 1 намагниченного участка по линейке 8 за пределами намагничивающей катушки. Для этого перемещают измерительную катушку 3 соосно с контролируемьм изделием 2 в сторону намагничивающей катушки 1. При этом фиксируют величины ЭДС Е по милливольтметру 7 и соответствующие им длины 1 (по линейке 8) намагниченного участка за пределами намагничивающей катушки. Строят график Е f (1
0
5
0
(фиг.2) для одного изделия, например с пределом текучести (Т-р 300 мПа (фиг.2). Определяют величину приращения ЭДС Е в измерительной катушке 3 и соответствующее ему приращение длины намагниченного участка на верхнем линейном участке графика Е f(l). Этому линейному участку (фиг. 2) соответствует прирар(ение ЭДС в измерительной катушке Лк Е, - - Е 120-80 40 мВ, которому соответствует величина приращения длины намагниченного участка Д1 37 мм. При приращении ЭДС в измерительной катушке, например АЕ 120-80 40 мЕ const, величина градиента электромагнитного поля оценивается приращением длины намагниченного участка вдоль контролируемого изделия 1
1
т
в данном случае величина гра5
0
5
С
f
0
5
диента оценивается прира1дением длины 1у 37 MMj которому соответствует предел текучести сталк изделия б т 3000 МПа, а для 20 мм (jj - 470 мПа и т.д. Аналогично определяются величины градиентов гуш твер- сталей (фиг.З), Затем строят та- рировочные графики зависк-)ости предела текучести G -p 5 предела прочности (jQ стали контролируемых изделий от величин их градиентов 1-j- (см,фиг.4).
Тарировочные графики на фиг.4 показывают, что в диапазоне градиентов 1 16 - 22 мм наблюдается общий участок для мягких сталей (GV - 450-520 МПа) и твердых сталей C(j -- 1030-1320 КПа). В этом диапазоне градиентов способ п озволяет достоверно различать, а затем определять прочность стали, изданий, изготовленных из мягких сталей, от изделий, изготовленных из твердых сталей.
Пример . Контролируемое изделие 2 (фиг.1) помещают внутри намагничивающей катушки 1 с Измерительную катугику 3 размещают в упоре (положение катушки Б) с намагничивающей катушкой. К намагничивающей кат -тике подключают источник 4 переменного тока.
Переменным резистором 5 устанав- ливают величину намагничивающего тока в катушке, например 1 30 мА. Этой величине тока соответствует конкретная величина ЭДС в измерительной катушке, например 130 мВ (для мягких сталей). При размещении в намагничивающей катушке изделий из твердых
сталей величина ЭДС в измерительной катушке в упоре уменьшается примерн в 2 раза. В этом случае для измерения механических характеристик твердых сталей увеличивают величину намагничивающего тока до получения величины ЭДС в измерительной катушке Е 150 мВ..В данном примере величина тока уве.пичилась до I 60 мА..
Таким образом, разница в величине намагничивающих токов в намагничивающей кату1 1ке позволяет достоверно различать (а затем измерять прочность стали) контролируемые изделия, изготовленные из мягких сталей (при 1 30 мА), от изделий, изготовленных из твердых сталей (при I 60 мА).
На верхнем линейном участке графика Е f(l) (фиг.З) определяют величину приращения ЭДС ДЕ в измерительной катушке, которое равно АЕ Е, 120-80 40 мВ. Измеряют расстояние Д1. 1 по линейке 8 между исходным положением катушки 3, которое соответствует Е 80 мВ, и конечном положением при Е; 12о мВ. Например, измерено приращение расстояния А1 IT- 20 мм.
По тарировочному графику 0 {1,.) (Фиг.4) для Ц 20 мм находят прочность стали: 0 470 мПа для мягких
6139406
сталей (намагничивающий ток 1, ЗОмА); СГ0 1150 мПа по графику (У q (l) (при токе 1 60 иЛ) для твердых сталей.
Формул
зобретени
0
С
Способ электромагнитного контроля механических характеристик сталей ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие намагничивают, измеряют градиент вертикальной составляющей напряженности поля на линейном участке функции этой напряженности от длины намагниченного участка и по тарировочным графикам определяют механические характеристики, отличающийг- с я тем, что, с целью расширения области применения способа путем обеспечения возможности определения механических характеристик протяженных намагниченных полем Земли изделий, контролируемое изделие помещают в переменное электромагнитное поле внутри катушки, в которой намагничивающую силу после размещения изделия в. ней поддерживают постоянной, а измерение градиента вертикальной составляющей напряженности поля осуществляют на верхнем линейном участке функции этой напряженности от длины намагниченного участка за пределами намагничивающей катушки.
5
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения пределов текучести и прочности протяженных намагниченных полем Земли ферромагнитных изделий. Цель изобретения - расширение области применения способа путем обеспечения возможности определения механических характеристик протяженных намагниченных полем Земли изделий. Контролируемое изделие помещают внутри намагничивающей катушки, которую подключают к источнику 4 переменного тока. Выбирают величину намагничивающего тока в катушке, которую поддерживают неизменной после размещения в намагничивающей катушке изделия с другими механическими характеристиками. Снимают зависимость ЭДС в измерительной катушке от длины намагниченного участка по линейке, установленной за пределами намагничивающей катушки. Фиксируют величину ЭДС и длину по линейке при перемещении измерительной катушки в сторону намагничивающей катушки. Строят тарировочный график для одного изделия, определяют величину приращения ЭДС в измерительной катушке и соответствующее ему приращение длины ΔL намагниченного участка на верхнем линейном участке графика. Величина градиента электромагнитного поля Lт оценивается приращением длины намагниченного участка ΔL вдоль контролируемого изделия. 4 ил.
8
о/ю гоза
1мм
О
Фи2.1
. мв
160
т
J
мд
UE,
--40И
§
И
СИ i
Р
С: 1Г) irj у:
Сз
Q ЛЭ
S
C4J
| Способ магнитного контроля механических характеристик сталей арматурных стержней | 1984 |
|
SU1187067A1 |
