Способ неразрушающего контроля ферромагнитных изделий

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АСТОРСКОМУ Св ЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскнх Соцналнстнчесннх Реслублнк(22) Заявлено 190578 (21) 2616811/25-28 (5) М. КЛ. с присоединением заявки Й 9 б 01 й 29/04 Государствеииый комитет СССР яо делам изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретен И.Б.Ксмский и П.Г.Жук Знам рдена Ленина и ордена Труд ститут электросварки им.аявител 54) СПОСОБ НЕРАЗРУШМОЩЕГО КОНТРОЛЯ ФЕРРОИАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИИмет овыаениерности ко Ф тем,колебаэа с чт ни юо дяИзобретение относится к контрольнизмерительной технике и может быть использовано для дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов.Известен способ неразрушающего ко троля, заключающийся в том, что изделие намагничивают и регистрируют магнитйые поля дефектов 1.Данный способ обеспечивает высоку производительность контроля, но недостаточно чувствителен к внутренним дефектам.Наиболее близким к предлагаемому является способ неразрущающего контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что материал изделия намагничивают, возбуждают в нем упру гие колебания путем.преобразования электрических колебаний с помощью магнитострикционного эффекта, регистрируют эти колебания после прохожд ния их через изделие и определяют по ним качество изделия, В данном способе преобразователь подмагничиваютс полем дефекта, а наличие дефекта определяется по изменению амплитуды пр нятых колебаний 21.Способ позволяет выявлять внутрен ние дефекты, но обладает недостаточной чувствительностью и достоверность контроля из-за амплитуднооценки сигнала.Цель изобретения - иствительности и достовеляУказанная цель достигаетсяо измеряют частоту принятыхй и по ее изменению в два ра ут о наличии дефекта.Кроме того, с целью повыдения точности контроля, изделие подмагничивают.в зоне возбуждения упругих колебанийдополнительньи полем, варьируют еговеличину в пределах, необходимых длядвукратного изменения частоты упругихколебаний, определяют соответствующуюэтому изменению величину поля и поней судят о размерах дефекта.На фиг. 1 изображен график, поясняю 20 щий работу магнитострикционного прее- обраэователя при отсутствии дефектафна фиг. 2 - сто жепри наличии дефекта, где обозначено: А - кривая магния тострикционного эффекта, показывающаязависимость возникающих в материалах и. упругих напряжений (вертикальная ось)от приложенной к материалу намагни-ченности или пропорционального ейэлектрического напряжениями В; - времен- юЗО ная зависимость этого напряжения, Яб 85 б 3С - получающаяся временная. зависимость упругих колебаний.На фиг, 3 показана блок-схема усустройства, осуществляющего предлагаемый способ.Устройство состоит из расположенной вблизи контролируемого иэделия 1 намагничивающей системы 2, обмотки 3 возбуждения, генератора 4 электри" ческих колебаний, приемника 5 упругих колебаний, усилителя б, блока 7 сравнения частот, линии 8 задержки, обмотки 9 подмагничивания, генератора 10 пилообразного напряжения, линии 11 задержки, блока 12 определения параметров дефекта, блока 13 отметки и индикации дефектов, синхро низатора 14. Обмотка 3 совместно с охваченным ею изделием 1 образует магнитострикционный преобразователь.Сущность способа состоит в следующем. Когда ферромагнитное изделие 20 намагничено, но дефект. отсутствует, магнитное поле не выходит за поверхность изделия. В этом случае возбуждающий магнитострикционный преобразователь работает без внешнего подмагничивания и из-за четности магнитострикционного эффекта упругие колебания будут возбуждаться на удвоенной частоте по отношению к частоте возбуждаю щих электрических колебаний, как показано на фиг. 1. Если в зоне расположения возбуждакщего преобразователя оказывается дефект, то создаваемое им поле рассеяния выходит на поверх. ность изделия и намагничивает преобразователь. Рабочая точка (согласно фиг, 2) переходит на боковую ветвь кривой А магнитострикционного эффекта. В этом случае упругие колебания возбуждаются на частоте электрических фиксируя факт перехода частоты 40 упругих колебаний от двойной частоты к одинарной частоте, устанавливают наличие дефекта. Поскольку магнито= стрикционные материалы имеют очень высокую чувствительность к подмагни чивающим полям, то имеется возможность выявлять малые дефекты, а также дефекты, находящиеся на значительной глубине. Использование в качестве информативного параметра частоты позволяет резко ослабить влияние различных мешающих факторов, а значит, повысить достоверность контроляДля определения параметров дефектов магнитострикционный преобразователь подмафничивают дополнительным, варьи руемьй по величине постоянньм магнитным полем. Вектор напряженности этого дополнительного подмагничивающего поля должен быть противоположно направлен вектору напряженности маг- О нитного поля дефекта. При попадании магнитострикционного преобразователя в магнитное поле дефекта величина до полнительного поля в какой-то момент становится равной величине поля я дефекта. В виду противоположной направленности поля ком- пенсируют друг друга, и преобразователь переходит в режим работы на двойной частоте. Зная закон изменения дополнительного поля, измеряя величину дополнительного поля в момент изменения частоты возбуждаемых упругихколебаний, судят как о наличии, так и о размерах дефекта, что повышает точность контроля.Способ осуществляютследующим образом.Согласно Фиг. 3 намагничивают контролируемое изделие 1 с помощью намагничивающей.системы 2, при этом на дефектах возникают магнитные поля. Генератором 4 возбуждают в обмотке 3 электрические колебаний ультразвуковой частоты и тем самым создают в изделии 1 .переменную намагниченность. В результате магнитострикционного эффекта в изделии 1 возникают упругие колебания, которые принимают приемником 5 и усиливают усилителем б. В случае измерения частоты упругихколе-. баний путем сравнения ее с частотой преобразуемых электрических колеба . ний сигнал с усилителя б подают на блок 7 сравнения частот, на этот же блок подводят колебания с генератора 4 через линию 8 задержки.Изменяющееся по величине постоянное магнитное поле, вектор напряженности которого противоположно направлен вектору напряженности магнитного, поля дефекта, создают с помощью обмотки 9 подмагничивания, подключенной к генератору 10 пилообразного напряжения. При попадании магнитострикционного преобразователя в поле дефекта, последнее компенсируется полем подмагничиванияПреобразователь в этот момент переходит в режим работы на двойной частоте, при этом на выходе блока 7 сравнения частот формируется сигнал, поступающий на вход блока 12 определения параметров дефекта. На этот же блок подают сигнал с генератора 10 через линию 11 задержки. При параметрах дефекта, превышающих установленный уровень отбраковки, с блока 12 сигнал передается на вход блока 13 отметки и индикации деФектов.Согласованную работу всех электронных схем обеспечивают синхронизатором 14. Время задержки линий 8 и 11 выбирают равным времени распространения упругих колебаний от места размещения обмотки 3 до приемника 5.Формула изобретения1. Способ неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что материал изделия намагничивают, возбуждают в нем упругие868563 аж 910 Подписно ВНИИПИ Заказ 8312/6 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная колЕбания путем преобразования электрических колебаний с помощью магнитострикционного эффекта, регисрнруют эти колебания после прохождения их через иэделие и определяют по ним качество изделий, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и достоверности контроля, измеряют частоту принятых колебаний и по ее изменению в два раза судят о наличии дефекта.2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю - ц и й с я тем, что, с целью повыаения точности контроля, изделие подмагйичивают в зоне возбуждения урпугихколебаний дополиительным полем, варьируют его величину в пределах, необходи.мых для двукратного изменения частотыупругих колебаний, определяют соответствукицую этому изменению величинуполя и по ней судят о размерах дефекта. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "Дефектоскопияф, 1966, В 5,с. 59-65,2. Патент Франции 9 2344937,кл. 6 01 й 29/00, 24. 07. 70 ( прототип).