Способ контроля напряженного состояния ферромагнитных изделий

(51)5 0 01 11 27/83 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ(54) С 1 ОСОБ КОНТР СОСТОЯНИЯ ФЕРРОМА (57) Изобретение рольно-измеритель жет быть использо Я НАПРЯЖЕННОГОИТН 1 Х ИЗДЕЛИИносится к контй технике и моУ но для нераэ ханических н шающего контроля м ряжений в ферромаг тных иэд С магнит х тодом регистрациимов, Способ поэволность контроля нап 1 х шу точ- тояповыс ого ики от влияния осния за счет ий; на фиг,2В(Н) и 11( ск с щност Изобретение относитсяно-измерительной техники нтрол ж быть использованого контроля мехдив ферромагнитныхрегистрации ЭДС м для неразрушающееских напряжений делиях методом нитных шумов, а ования склонности я прогн к трещинообразовь изобретения - п стал Ц-схема устспособ йств он ля же стояния фер ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П.1 НТ СССР таточнои намагниченности иэделия и правильного выбора режима временной селекции, При воздействии на контролируемое ферромагнитное иэделие полем низкой частоты значение тока перемагничивания выбирают таким,чтобы при его увеличении на 20507, значение ЭДС магнитных шумов осталось без изменения, В случае уменьшения ЗДС магнитных шумов иэделие размагничивают и процесс контроля повторяют. Временной интервал стробирования,выбранный по эталонному образцу, в случае уменьшения значения ЭДС магнитных шумов контролируемого иэделия смещают в сторону начала отсчета, что позволяет находить максимальное значение ЗДС в зонах с повышенным уровнем механических напряжений, По полученному значению ЭДСм судят о напряженном состоянии контролируемого иэделия, 2 з,п. ф-лы, 4 ил. ромагнитных издел ,Зи 4зависимости 1.1(1) /Т),поясняющие физиче ую у ь технического решения,Устройство, осуществляющее способконтроля напряженного состояния,содержит генератор 1 пилообразного тока перемагничивания, соединенный скатушкой 2, последовательно соединенные катушку 3 регистрации магнитных шумов, усилитель 4, детектор 5,интегратор 6, индикатор 7, блок 8стробирования,включенный между выхо 1566278дом генератора 1 и управляющим входом интегратора 6, и контролируемое изделие 9.Способ реализуется следующим образом.Эталонное изделие с известным максимально допустимым значением механических напряжений помещается в поле катушки 2, которое создается током генератора 1. При перемагничивании изделия в катушке 3 наблюдаются импульсы ЭДС магнитных шумов, которые усиливаются усилителем 4, отрицательные импульсы отрезаются детектором 5, а положительные проходят на интегратор 6 Блок 8 стробирования управляется током генератора 1 и вырабатывает строб-импульс длительностью, открывающий интег О рятор на время его действия. Индикатором 7 регистрируется мощность ЭДС магнитных шумов в строб-импульсеУвеличивая ток генератора 1 на индикаторе 7, добиваются значения вели чины тока Ть при котором изделие перемагничивается по предельной петле гистерезиса (фиг.2), Изменяя опорное напряжение 11 О блока стробировяния, изменяют временное положение строб- импульса и добиваются максимального показания индикатора 7. Это показание принимают за браковочный уровень вьпце которого изделие должно браковаться, например, по критерию критического напряжения, Затем помещают в зону действия поля катушки 2 контролируемое изделие, Дискретно перемещают строб-импульс н сторону отсчета Тна величину (13) 40 (фиг.4).Если ЭДС магнитного шума падает, то устанавливают строб-импульс н исходное положение, если возрастает - то устанавливают в новом максимуме мощности ЭДС магнитных шумов Далее увеличивают амплитуду тока генератора 1 на 20 - 50 % от Т . Если показания индикатора не меняются, то принимают репение о годности изделия, если показания индикагора выше браковочного уровня - изделие бракуют, если ниже - то изделие оценивают как годное, Если же показания индикатора уменьшатся (признак наличия остаточной намагниченности), то изделие 9 выводят из взаимодействия с полем катушки 2 и размагничивают известным способом так, чтобы остаточная намагниченность не превьпцала 2 Н где Но - напряженность магнитного поля эталонного изделия, нагретого вьцце точки Кюри и охлажденного в отсутствии магнитных полей (Н изме -о ряют заранее).Гнова помещают изделие в поле катушки 2 с прежним значением тока Тц и регистрируют показания индикатора, по которому описанным методом определяют годность изделия,Предлагаемый способ может быть таким же образом использован при контроле по средней за полупериод перемагничинания мощности ЭДГ магнитных цумов. Б этом случае длительность строб-импульса о устанавливают равнои Т п 1 д аТаким способом повьпцается точность разбраковки изделий по величине механических напряжений за счет повьпцения чувствительности к напряжениямО путем временного стробирования,а также за счет исключения бракования вследствие намагниченности изделий,П р и м е р. Способ опробиронанпри контроле механических напряженийстали ЭП 836, Особенностью стали является наличие градиентов напряжений,в зонах которых изделия склонны крастрескинанию, Для измерения уровнямагнитного шума используют приборАФС-З, который обеспечивает перемещение строба во нремени, на 1/40часть от полупериода перемагничинания путем изменения положения переключателя на передней панели приборана одну позицию, а также позволяетизменять величину. тока перемагиичивяния с дискретностью 0,1 А путем переключения второго переключателя на передней панели прибора,При контроле проводилось измерение ЭДС в изделии до намагничиванияи после намагничивания, В процессеизготовления изделия подвергаютсяэлектромеханической обработке приимпульсном воздействии током до 900 Аи намагничиваются до Н = 20 А/см.Максимальная напряженность магнитного поля изделия, нагретого вьппе точки Кюри (850 С), составляет 2 А/см,Напряженность магнитного поля измеряют прибором МР-ЗХ фирмы Тейе. Измерение магнитного шума проводилосьпри намагничивании током 0,3 А,Механические напряжения в изделии создают путем вворачивания в резьбовуючасть изделия заглушки с различнойвеличиной натяга, В процессе контроля установлено, что при напряженности магнитного поля более 4 А/см,при одних и тех же механических напряже 5 ниях величина магнитного шума,в таком изделии превышала величину шума в размагниченном. Еще большее увеличение значения напряженности остаточного магнитного поля приводит к увеличению магнитного шума и может достигнуть граничной величины, принятой за браковочный (в 2 раза превьппает величину шума в нагруженном изделии),При увеличении тока намагничива,ния на О,З А в изделии с напряженностью магнитного поля 10 А/см величина магнитного шума уменьшается и становится близкой к уровню шуМа в полностью размагниченном изделии,Та кое изменение величин магнитного 5 566278 6величиной натяга значение ЭДС магнитных шумов понизилось до 26 усл.ед.,для того же временного положениястроба, Однако смещение строба надва положения в сторону отсчета периода перемагничивания привело к увеличению 11 до значения 41 усл,едчтоговорит об увеличении уровня механических напряжений , Экспериментально установлено при контроле разныхмарок сталей, что положение максимума при изменении величины напряжений изменяется в пределах (1 - 3).лПри контроле изделий с различнымуровнем приложенных напряжений построены тарировочные зависимости 11 =Г(0) при определенных режимах перемагничивания, по которым определяютвеличину механических напряжений вконтролируемом изделии,25 30 шума при увеличении тока перемагничивания свидетельствует о наличии остаточной намагниченности изделия вьппеустановленной величины.По предлагаемому способу проконтролирована группа изделий, среди которых были изделия с остаточной намагниченностью. При проведении контроля на рекомендуемом режиме Т= 03 А получено значение ЭДС магнитного шума У = 55 усл,ед котороепри увеличении тока перемагничиваниядо 1= 0,5 А уменьшилось до 1 ь, =- 36 усл,ед, После размагничиванияизделия в соленоиде и проведения второго контроля получено значение ЭДСмагнитного шума 1 ь, = 48 усл,едкоторое не изменилось при увеличении тока до Т= 0,5 А, Это указывает на 40то, что первоначальное изделие намагничено, и перед операцией контролянапряженного состояния такое изделиенеобходимо подвергать размагничиванию,Приложение растягивающих напряжений приводит к увеличению и одновременно к смещению максимального значения ЭДС магнитных шумов 11, Поэтомуприконтроле напряженного состоянияизделий, если временное положение 50строба оставлять без изменения, тозначение ЭДС может не только не увеличиться, но и даже уменьшаться(фиг,4, положение строба 1 ),Так при контроле механических напряжений в изделии получено максимальное значение И,и = 32 усл,ед, При создании растягивающих напряжений путемсворачивания заглушки с различной Формула изобретения 1. Способ контроля напряженного состояния ферромагнитных иэделий заключающийся в том, что контролируемое изделие перемагничивают периодически изменяющимся полем и регистрируют ЭДС магнитных шумов в течение заданного интервала времени, сравнивают полученную величину ЭДС с ЭДС магнитных шумов, полученных при перемагничивании по предельной петле гистерезиса эталонного иэделия с известным значением механических напряжений, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности контроля, предварительно определяют величину ЭДС магнитных шумов в заданном интервале времени при перемагничивании эталонного изделия, соответствующую браковочному уровню в контролируемом изделии, выявляют зоны со значением ЭДС магнитных шумов, близкими к браковочному уровню, увеличивают ток перемагничивания контролируемого изделия и регистрируют изменение величины ЭДС магнитных шумов, при уменьшении величины магнитных шумов перемагничиваюшее поле убирают, контролируемое изделие размагничивают до напряженности остаточного поля не более 2 Н где Н о - напряженность магнитного поля эталонного иэделия, нагретого выпе точки Кюри и охлажденного в отсутствии магнитных полей, затем снова измеряют ЭДС магнитных шумов при первоначальной величине тока пе 1566278ремагничивания и по полученному значению ЭДС судят о напряженном состоянии изделия,2. Способ по п.1, о т л и ч а ю 5 щ и й с я тем, что заданный интер - вал времени устанавливают равным полупериоду перемагничивания,3. Способ по п,1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что заданный интервал времени устана ливают меныле полупериода перемагничивания, изменяют еговременное положение до момента достижения максимального значения 31 Смагнитного шума, а в процессе контроля зон изделий со значением ЗЛСмагнитного шума, близким к браковочному уровню, перемещают заданный интервал времени в сторону начала отчета полупериода перемагничивания,56 бР 8 Корректор М, Максими дакт атруше Под 51 8 е Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород Гагарина ЗаказВНИИПИ Составитель И.КесоТехред М.Дидык сударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, ц/5