|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
страницы:
1
2
3
Текущая страница: 1
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА МЕТАЛЛА НЕРАЗРУШАЮЩИМИ МЕТОДАМИ
Цель работы: познакомится с неразрушающими методами оценки качества металла на физической основе (электромагнитный и ультразвуковой).
Приборы и инструменты: электромагнитный прибор, коэрцитиметр КИФМ-1, толщиномер УТ-93П, штангенциркуль, образцы различного металла.
Общая часть
На ряде металлургических предприятий применяют один из магнитных методов - феррозондовый метод. Феррозондовый метод контроля основан на обнаружении и измерении магнитных полей с помощью феррозондов - магнитодинамических магнитометров. Магнитометр - это прибор, позволяющий обнаружить и измерять магнитные поля, а также определять степень намагниченности ферромагнитного материала по создаваемому им в пространстве магнитному полю. Применяются два типа феррозондов: полимеры и градиентометры. Первый дает возможность определять наличие и напряженность магнитного поля, а второй - градиент напряженности магнитного поля в его различных точках. С помощью феррозондов можно осуществить следующие операции:
- выявить нарушения сплошности ферромагнитных материалов и изделий из них;
- контролировать и сортировать стальные детали;
- получать качественную и количественную характеристику магнитных свойств материалов, изделия, по которым можно судить о структуре и механических свойствах при магнитоструктурном анализе и т.п.
Физические основы феррозондового метода.
Допустим, что мы имеем катушку, питаемую переменным током, с сердечником, у которого отсутствуют потери от гистерезиса, т.е. его магнитная индукция равна нулю. При протекании переменного тока через отмотку катушки, напряженность ее магнитного поля H~ не будет колебаться симметрично относительно оси времени. Если сердечник поместить в постоянное магнитное поле (Н=<Н~), при сохранении воздействия переменного магнитного поля, то кривая намагничивания сместиться, эквивалентно в горизонтальном направлении вдоль оси H и займет положение, показанное пунктирной линией (рис.1).
Рис.1. Кривая намагничивания ферромагнитного материала без потерь на гистерезис
В случае действия на сердечник одновременно двух полей (Н~ и Н=), когда напряженность переменного поля равна нулю, индукция В не достигает нуля, потому что на сердечник действует постоянное магнитное поле, а индукция будет иметь значение B1. Индукция равна нулю в тот момент, когда равно нулю суммарная напряженность магнитного поля, т.е. мгновенное значение переменного поля противоположно по направлению и равно по величине постоянному магнитному полю (H~= -H= ) (точка в на рис.1). Поэтому кривая намагничивания смещается в сторону, обратную направлению постоянного магнитного поля на величину Н =.
Изм
Лист
№ докум
Подп
Дата
Разраб
Лит
Лист
Листов
Проверил
Н.контр
Утвердил
Устройство феррозонда.
Феррозонд состоит из двух катушек (полузондов), каждая из которых имеет магнитно-мягкий сердечник и две обмотки - первичную и вторичную. Первичная обмотка служит для возбуждения переменного магнитного поля, которая перемагничивает сердечник, а вторичная обмотка - индикаторная.
Рис.2. Схема феррозонда полимера
Напряженности переменных полей Н~ полузондов равны по величине, но имеют противоположное направление. При допущении, что сердечники К1 и К2 не обладают гистерезисом, в этом случае суммарная индукция обоих сердечников {B1 + B2} все время равны нулю, так как кривые намагничивания I и II полностью симметричны. При этом э.д.с. во вторичной (индикаторной) обмотке не возникают. Если оба полузонда поместить в постоянное магнитное поле при действии переменных полей, кривые намагничивания сердечников сдвинутся параллельно самим себе в противоположном направлении на отрезки Оa и Оb , равные по абсолютной величине H= (пунктирные кривые на рис.3).
Рис.3. Кривые намагничивания, суммарной индукции и вторичной э.д.с. феррозонда полимера
Лист
Лабораторная работа №
Дата
Подпись
№ докум
Лист
Изм
Суммарная индукция (B1 +B2), в каждой точке равная сумме ординат пунктирных кривых не равна нулю, а представляется кривой приведенной на рис.3.b. В этом случае э.д.с. во вторичной обмотке не равные нулю и характер ее изменения показан на рис.3,г. Окончательный результат изменчивости вторичного напряжения во времени запишем:
(1)
Где В - постоянный коэффициент, который определяется конструкцией и характеристикой катушки и магнитными свойствами сердечника;
- максимальная амплитуда напряженности переменного магнитного поля;
Н = - напряженность измеряемого постоянного магнитного поля.
Если, то > H = ,то: (2)
приняв , имеем е2=А*Н,
Где А – градуировочный коэффициент феррозонда в постоянных магнитных полях.
Основной характеристикой феррозонда - полимера является зависимость между измеряемой напряженностью постоянного магнитного поля и вторичным напряжением. Одним из приборов предназначенных для контроля качеств а термической и химнко - термической обработки ферромагнитных стальных изделий, а также механических свойств стального проката при наличии однозначной корреляционной связи между контролируемыми параметрами и коэрцитивной силой - является КИФМ-1. Эта связь определяется индивидуально для каждого объекта контроля. Коэрцитивной силой называют значение напряженности магнитного поля, при котором равна нулю намагниченность материала, изменяющаяся по петле гистерезиса. Коэрцитивная сила является наиболее структурочувствительной магнитнойхарактеристикой материала, что позволяет использовать ее в качестве параметра неразрушающего контроля однородности структуры механических свойств ферромагнитных материалов.
Текущая страница: 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
