Способ неразрушающего контроля ферромагнитных изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АСТОРСКОМУ Св ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнчесннх

Реслублнк (61) 4ополнительное к авт. свмд -ву— (22) Заявлено 190578 (21) 2616811/25-28 (5 ) М. Кл с присоединением заявки N9

001 и 29/04

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано З00981 Бюллетень Н9 Зб

Дата опубликования описания 300981 (53) УДК б20.179.

° 16 (088 . 8 ) (72) Двторы изобретения

И. Б. Ксмский и П. Г. Жук

3 нам и

Ордена Ленина и ордена Труд институт электросварки им. (7 t ) Заявитель (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАОЩЕГО КОНТРОЛЯ

ФЕРРОИАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИИ

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике н может быть использовано для дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов.

Известен способ неразрушающего контроля, заключающийся в том, что изделие намагничивают и регистрируют магнитйые поля дефектов (1).

Данный способ обеспечивает высокую о 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 упругие колебания путем .преобразования электрических колебаний с помощью магнитострикционного эффекта, регистрируют эти колебания после прохождения их через изделие и определяют по ним качество изделия. В данном способе преобразователь подмагничиваются ттолем дефекта, а наличие дефекта определяется по изменению амплитуды прн» нятых колебаний <2).

Способ позволяет выявлять внутренние дефекты, но обладает недостаточной чувствительностью идостоверностьюЗ(3 контроля из-за амплитудного метода оценки сигнала.

Цель изобретения — повыаение чувствительности и достоверности контроля °

Указанная цель достигается тем, что измеряют частоту принятых колебаний и по ее изменению в два раза судят о наличии дефекта.

Кроме того, с целью повышения точности контроля, изделие подмагничивают в зоне возбуждения упругих колебаний дополнительно полем, варьируют его величину в пределах, необходимых для двукратного изменения частоты упругих колебаний, определяют соответствующую этому изменению величину поля и по ней судят о размерах дефекта.

На фиг. 1 изображен график, поясняющий работу магнитострикционного преобразователя при отсутствии дефекта на фиг. 2 — no же при наличии дефекта, где обозначено: A — кривая магнитострикционного эффекта, показывающая зависимость возникающих в материалах упругих напряжений (вертикальная ось) от приложенной к материалу намагни- ченности или пропорционального ей электрического напряжения, В; — временная зависимость этого напряжения, 868563

С - 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- 15 низатора 14. Обмотка 3 совместно с охваченным ею изделием 1 образует магнитострикционный преобразователь.

Сущность способа состоит в следующем. Когда ферромагнитное изделие 2О 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 4Q упругих колебаний от двойной частоты к одинарной частоте, устанавливают наличие дефекта. Поскольку магнито= стрикционные материалы имеют очень высокую чувствительность к подмагни- 45 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 контроля °

Для определения параметров дефектов магнитострикционный преобразователь подмафничивают дополнительным, варьи- 55 руемыМ по величине постоянныч магнитным полем. Вектор напряженности этого дополнительного подмагничивающе го поля должен быть противоположно направлен вектору напряженности маг- д нитного поля дефекта. При попадании магнитострикционного преобразователя в магнитное поле дефекта величина до полнительного поля в какой-то момент становится равной величине поля дефекта. В виду противоположной направленности поля компенсируют 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 упругих колебаний, судят как о наличии, так и о размерах дефекта, что повышает точность контроля.

Способ осуществляют .. следующим 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 упругих,,коле-. 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 подмагничивания..Преобразователь 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 размеще-. ния обмотки 3 до приемника 5.

Формула изобретения

1. Способ неразрушающего контроля ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что материал изделия намагничивают, возбуждают в нем упругие

868563

Фмв.З

ВНИИПИ Заказ 8312/61 Тираж 910 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 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 в 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 и с я тем, что, с целью повыаения точности контроля, изделие подмагйичивают в зоне возбуждения урпугих колебаний дополиительнык полем, варьируют его величину в пределах, необходимых для двукратного изменения частоты упругих колебаний, определяют соответствуквцую этому изменению величину поля и по ней судят о размерах дефекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Дефектоскопия", 1966, 9 5, с. 59-65.

2. Патент Франции 9 2344937, кл. G 01N 29/00, 24.07.70 (прототип).