Способ вихретокового контроля ферромагнитных изделий преобразователем с ферромагнитным сердечником и устройство для его осуществления

(51) ГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЗ ОПИС Н АВТОРС БРЕТ У ЬСТ(57) Изобре рительной пользовано роле внутр лических и формы. С ц оситсяможетрушающрхностиндричрения к измеыть иси конт- металской ехноло" тение: от ехнике и прн нера иней пов делий цил лью расши РсННЫЙ НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 07.12.85. Бюл. В 45 (71) Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-и следовательского института им. Ф.Э. Дзержинского(72) Б.И. Волков и В.И. Крахмалев (53) 620. 179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 896535, кл. С 01 И 27/90, 1981.Клюев В.В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и иэделий. Справочник,т.2 М.; Машиностроение, 1976, с. 132-137.(54) СПОСОБ ВИХРЕТОКОВОГО КОНТРОЛЯФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ФЕРРОМАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. 80119674 гических возможностей контроляпреобразователь предварительно закрепляют на механизме сканированияпосредством постоянного магнита,доставляют магнит с преобразователем в зону контроля, перемещают магнит до контакта ферромагнитногосердечника с поверхностью контроляи удаляют магнит от поверхности иэделия на фиксированное расстояние,при этом в зоне расположения преобразователя локально намагничиваютконтролируемое изделие постоянныммагнитным полем, удерживают преобразователь на контролируемой поверхности с помощью постоянного магнита, перемещают преобразовательпо поверхности контроля путем передвижения постоянного магнита, а между постоянным магнитом и сердечником преобразователя поддерживаютвоздушный зазор, принимают преобразователем отраженный сигнал от дефекта и по его величине определяют качество ферромагнитного изде"лия. При этом устройство для вихретокового контроля содержит опоное кольцо с шаровыми опорами, и1196747 точник постоянного магнитного поля, выполненный в виде постоянного магнита дискообразной формы,который закреплен на сканирующеммеханизме и ориентируется так,что его магнитное поле направлено по нормали к поверхности конт 1 1Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при неразрушающем контроле внутренней поверхности металлических изделий цилиндрической формы.Цель изобретения - расширение технологических возможностей контроля путем контроля изделий со сложной формой поверхности при одновременном подмагничивании зоны Ю контроля постоянным магнитным полем и исключения механических связей между преобразователем и сканирующим механизмом.На фиг. 1 представлено устрой ство для вихретокового контроля ферромагнитных иэделий, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 в . 5 - варианты расположения преобразователя относительно конт ролируемой поверхности на различных этапах работы; на фиг. 6 и 7 - устройство на поверхности различной кривизны.Устройство содержит вихретоковый 25 накладной преобразователь с ферромагнитным сердечником 1 в виде шара и охватывающей его обмотки 2. Преобразователь закреплен с помощью упругих элементов. 3 в опорном коль- ЗО це 4, снабженном шаровыми опорами 5. Постоянный магнит 6 закреплен с помощью жесткой связи 7 в сканирующем механизме (не показан).Способ осуществляется следующим образом.В нерабочем, транспортном положении устройства сердечник 1 преобразователя находится в контакте с постоянным магнитом 6 и удерживается в этом положении за счет. силы магнитного притяжения (фиг. 1). роля, а преобразователь закрепленпосредством упругих элементов в опорном кольце с шаровыми опорами,причем сердечник преобразователяустановлен с воэможностью контактас поверхностью постоянного магнита. 2 с.п. ф-лы, 7 ил. 2В транспортном положении устройство перемещают с помощью системы сканирования (не показана) и доставляют в зону контроля. При этом между рабочей поверхностью сердечника 1 преобразователя и поверхностью 8 объекта контроля поддерживается зазор.(фиг. 3). Величина этого зазора не регламентируется и может меняться в широких пределах, практически не меняя значения силы магнитного притяжения сердечника 1 к магниту 6 и, тем самым, обеспечивая надежную связь преобразователя со сканирующим механизмом.В транспортном положении устройства преобразователь контактирует с магнитом 6 в одной точке и находится в состоянии неустойчивого равновесия. Упругие элементы 3, связывающиепреобразователь с опорным кольцом 4, в этом случае находятся в состоянии, характеризуемом минимумом упругой энергии, Количественные значения растягивающих усилий упругих элементов 3 определяются массой опорного кольца 4 с шаровыми опорами 5.Перевод устройства в рабочее положение осуществляется последовательно в два этапа.После доставки устройства в зону контроля осуществляется его перевод в рабочее положение. На первом этапе перемещают магнит 6 по нормали в направлении к поверхности 8 .контроля до контакта сердечника 1 преобразователя с поверхностью 8 контроля (фиг. 4). При этом на поверхности ферромагнитного объекта контроля в зоне контакта с сердечником 1 преобраэовате.з 196ля возникает магнитный полюс. Шаровые опоры 5 входят в контакт споверхностью 8 контроля и в зависимости от величины и знака кривизныповерхности деформируют упругиеэлементы 3.На втором этапе перемещают магнит 6 по направлению. от поверхности 8 контроля на фиксированное расстояние Накс (Нмакс" расстояниемежду ближним к поверхности 8 полюсом магнита б и центром сердечника1 преобразователя, при котором си"ла притяжения наведенного на сердечнике 1 полюса к поверхности 8 обеспечивает удержание на ней преобразователя с опорным кольцом 4 (фиг.5),Величина Нопределяется параметрами (магнитными свойствами,размерами, массой, формой и т.п.) 20контролируемого материала, магнита6 и сердечника 1. 747 1. Способ вихретокового контроляферромагнитных изделий преобразова телем с ферромагнитным сердечником,заключающийся в том, что устанавливают преобразователь, закрепленный в механизме сканирования, наконтролируемую поверхность изделия, О перемещают его по контролируемойповерхности, при этом изделие под- .магничивают постоянным магнитнымполем, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения технологических возможностей контроля,предварительно закрепляют преобразователь на механизме сканированияпосредством постоянного магнита,доставляют магнит с преобразователемв зону контроля, перемещают магнитдо контакта ферромагнитного сердечника с поверхностью контроля и удаляют магнит от поверхности изделияна фиксированное расстояние, при 25 этом в зоне расположения преобразователя локально намагничивают контролируемое изделие постоянным маг-., нитным полем, удерживают преобразователь на контролируемой поверхности с помощью постоянного магнита,перемещают преобразователь по поверхности контроля путем передвижения постоянного магнита, а междупостоянным магнитом и сердечникомпреобразователя поддерживают воздушный зазор, принимают преобразователемотраженный сигнал от дефекта и по; его величине определяют качествоферромагнитного изделия.40 2. Устройство для вихретоковогоконтроля ферромагнитных. иэделийпреобразователем .с ферромагяитнымсердечником, содержащее накладнойпреобразователь с ферромагнитнымсердечником в .виде шара, измеритель-ную обмотку, охватывающую сердечник, источник постоянного магнитного поля для подмагничивания изделия.и узел удержания преобразователя наконтролируемой поверхности, закрепленный на сканирующем механизме, .о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения технологическихвозможностей контроля оно снабженоопорным кольцом с шаровыми опорами, источник постоянного магнитногополя выполнен в виде постоянногомагнита дискообразиой формы, котоТаким образом, процесс контроляс помощью предлагаемого устройствасводится к перемещению по заданнойтраектории магнита 6, Устройствообеспечивает возможность контроляплоских поверхностей в потолочномположении (фиг,5) и поверхностей сположительной и отрицательной кривизной (фиг. 6 и 7). Необходимьв требованием при контроле является выполнение неравенства ННвэкс3где Н - текущее расстояние междумагнитом 6 и центром . сердечника 1,При этом, как следует из зако-. номерностей взаимодействия магнитного поля с ферромагнитными телами наличие ферромагнитного сердечника 1 на поверхности 8 ферромагнитного объекта приводит к концентрации магнитного поля магнита 6 в локальной области в зоне контроля и к ее подмагничиванию.При смещении магнита б вдоль поверхности 8 на сердечник 1 на-. чинает действовать сила, направленная вдоль касательной к поверхности, что приводит к соответствующему перемещению преобразователя. Сердечник 1 и шаровые опо- ры 5 обкатывают поверхность, сох, раняя постоянство ориентации преобразователя и, тем самым, условий контроля. Формула изобретениярьй закреплен на сканирующем механизме и ориентируется так, что его магнитное поле направлено по нормали к поверхности контроля, а преобразователь закреплен посредством упругих элементов в опорном,кольце с варовыми опорами, при этомсердечник преобразователя установлен с возможностью контакта с поверхностью постоянного магнита,Фию ие.7 РедакторР. Цици аказ 7558 4 Тираж 896 НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 5, Москва, Ж"35, Раушс Подписи омитета СССР открытийкая наб д.4/5 113 Патент",. Ужгород, ул. Проектная, 4 фил Составитель И. КесоянТехред С.Мигунова ; Корректор