Способ неразрушающего контроля изделий из магнитных металлов Советский патент 1977 года по МПК G01N27/86 

1

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть иснользовано для определения внутренних напряжений в изделиях из те стурованных магнитных материалов.

Известен способ неразрушающего контроля в поверхностно-унрочненных слоях металла с использованием вихретоковых преобразователей, заключающийся в том, что в поверхностно-упрочненном слое эталонного и контролируемого образца возбуждают вихревые токи, снимают сигнал с вихретокового преобразователя, раскладывают сигнал на гармонические составляющие и по величинам амплитуд четных гармоник судят об остаточных и напряжениях в контролируемом слое.

Однако этот способ не позволяет измерять напряжения в любых участках крупногабаритных конструкций или, например, в отдельных местах целых прокатных листов, так как он предназначен для определения остаточных напряжений только на образцах или небольших деталях, которые необходимо помещать в преобразователи, требует применение эталонного образца, не позволяет определять напряжения в текстурованных материалах.

Известен также способ неразрушающего контроля изделий из магнитных металлов, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают вращающееся магнитное

поле и с индуктивного преобразователя снимают сигнал, характеризующий изменение нормальной составляющей вектора намагниченности изделия, выделяют из сигнала четные гармоники и по ним судят о контролируемом параметре. Однако такой способ не обеспечивает необходимой надежности контроля при определении внутренних нанрялсений в изделиях из текстурованных магнитных металлов из-за влияния на сигнал преобразователя кристаллографической текстуры. Это обусловлено тем, что кристаллографическая текстура, представляющая собой преимущественную фостранстве11ную ориентировку зерен поликристаллических материалов, вызывает анизотропию всех физических свойств металла, в том числе и магнитных. При этом в случае слабой интенснвности текстуры резко снижается точность определения напряжений, а при резко выраженной текстуре указанный способ становится непригодным из-за невозмолчности разделения эффектов, обусловленных наличием текстуры и напряжений одновременно.

Целью изобретения является повышение надежности контроля при определении внутренних напрял :еннй в изделиях их текстурованных магнитных металлов путем устранения влияния на сигнал кристаллографической текстуры изделия.

Для этого предварительно на образцах из металла контролируемого изделия, освобожденных от внутренних напряжений, определяют тип и степень совершенства кристаллографической текстуры, нагружают образец перемепной нагрузкой и с индуктивного преобразователя CHHMafOT сигнал, характеризующий зависимость амилитуд второй и четвертой гармоник нормальной составляющей вектора намагниченности от величины приложенной нагрузки, определяют отношение амплитуд четвертой и второй гармоник сигнала преобразователя, установленного на контролируемом изделии, и по полученной на образце с идентичной степенью совершенства кристаллографичеекой текстуры зависимости амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составляющей вектора намагниченности от величины приложенных нагрузок определяют величину внутренних напряжений коптролируемого изделия.

На чертеже приведены кривые зависимости амплитуд второй и четверой гармоник нормальной составляющей вектора намагниченности от величины растягивающих механических напряжений, прикладываемых в различных направлениях по отношению к направлению прокатки для электротехнической стали Э320 с резко выраженной кристаллографической текстурой типа (110)(001). Кривые 1 и 2 показывают зависимость амплитуд второй и четвертой гармоник соответственно от растягивающих напрял ений, приложенных вдоль наиравления прокатки (параллельно оси 001). Кривые 3 и 4 показывают аналогичные зависимости при напряжениях, приложенных поперек к направлению прокатки (перпендикулярно к оси 001).

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно на образцах контролируемого изделия, освобожденных от внутренних напряжений, определяют любым известным способом (рентгеновским, оптическим или методом магнитного текстурного анализа), тип и степень совершенства кристаллографической текстуры, нагружают образец переменной нагрузкой и с индуктивного преобразователя снимают сигнал, характеризующий зависимость амплитуд второй и четвертой гарМОНИК нормальной составляющей вектора намагниченности от величины нриложенной нагрузки. Индуктивный преобразователь представляет собой электромагнит постоянного тока с П-образным ярмом, насаженным на ось электродвигателя. Вращаясь над поверхностью изделия, электромагнит создает в небольшом участке вращающееся магнитное поле. Между полюсами электромагнита расположена и скреплена жестко с ними измерительная катушка, в которой при вращении наводится ЭДС, пропорциональная тангенциальной компаненте поля рассеяния, обусловленного изменением нормальной составляющей вектора намагниченности в исследз емом участке металла под воздействием вращающегося магнитного поля. Из сигнала катушки электромагнитным блоком выделяются четные гармоники. Таким образом, приставив подобное устройство к поверхности образца и приложив к нему сжимающее или растягивающее усилие фиксированной величины, определяют зависимость амплитуд гармоник кривой нормальной составляющей вектора намагниченности от величины прикладываемых напряжений.

Зная тин и степень совершенства текстуры и указанную зависимость амплитуд гармоник от величины прикладываемых напряжений для исследуемого материала, определяют далее отношение амплитуд четвертой и второй гармоник сигнала преобразователя, установленного на контролируемом изделии, и по полученной на образце с идентичной степенью совершенства кристаллографической текстуры зависимости амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составляющей вектора намагниченности от величины приложенных нагрузок определяют величину внутренних иаиряжеиий контролируемого изделия.

Иредмет изобретения

Способ неразрушающего контроля изделий из магнитных металлов, заключающийся в том, что в контролируемом изделии возбуждают вращающееся магнитное поле и с индуктивного преобразователя снимают сигнал, характеризующий изменение нормальной составляющей вектора намагниченности изделия, выделяют из сигнала четные гармоники и по ним судят о коитролируемом параметре, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля при определении внутренних напряжений в изделиях из текст фованных магнитных металлов путем устранения влияния на сигнал кристаллографической текстуры, предварительно на образцах из металла контролируемого изделия, освобожденных от внутренних напряжений, определяют тип и степень совершенства кристаллографической текстуры, нагружают образец переменной нагрузкой и с индуктивного преобразователя снимают сигнал, характеризующий зависимость амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составляющей вектора намагниченности от величины приложенной нагрузки, определяют отношение амплитуд четвертой и второй гармоник сигнала преобразователя, установленного на контролируемом изделии, и по полученной на образце с индентичной степенью совершенства кристаллографической текстуры зависимости амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составляющей вектора намагниченности от величины приложенных нагрузок определяют величину впутренних напряжений контролируемого изделия.

ID Kffflf