SU1140032A1 - Method of checking physical properties of ferromagnetic articles - Google Patents

Abstract

1.СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий намагничивание контролируемого издели , локализацию намагничиваюmefo пол  на поверхности издели  с помощью-концентратора магнитного пол  и последуквдее измерение тангенциальHkx составл ющих, напр женности ост .точного магнитного пол  и двух фиксированных точках издели , отличающийс   тем, что, с.целью повышени  достоверности способа, изделие намагничивают до насьлцени , после сн ти  намагничивающего пол  концентратор сдвигают вдоль поверхности издели , тангенциальные составл ющие остаточного магнитного пол  измер ют в при-{9 сутствии концентратора, а о величине 1 контролируемого параметра суд т по /f разности тангенциальных составл ющих ш остаточного магнитного пол . i1. THE METHOD OF CONTROL OF THE PHYSICAL PROPERTIES OF FERROMAGNETIC PRODUCTS, including the magnetization of the controlled product, localization of the magnetized field on the surface of the product using a magnetic field concentrator and the subsequent measurement of the tangential of the Hkx component, the magnitude of the magnitude of the magnetic field and the subsequent measurement of the tangential Hkx surface of the item, the magnitude of the magnetic field and the following: In order to increase the reliability of the method, the product is magnetized to the nascene, after removing the magnetizing floor, the concentrator is shifted along the surface of the product, The magnetic components of the residual magnetic field are measured in the presence of a concentrator, and the value of 1 monitored parameter is judged by the / f difference of the tangential components of the residual magnetic field. i

Description

2.Способ по П.1, отличающ и и с   тем,ЧТО концентратор сдвигают на рассто ние, разное рассто нию от центра основани  концентратора до его границы, а положени  точек измерени  тангенциальных составл клцих отсчитывают в обе стороны от нового положени  центра основани  концентратора вдоль на.правлени  его сдвига и определ ют из следующих соотношений: .2. Method according to Claim 1, distinguishing between the fact that the concentrator is shifted by a distance different from the center of the base of the concentrator to its boundary, and the positions of the tangential measuring points are calculated in both directions from the new position of the center of the base of the concentrator along the direction of its shift is determined from the following relationships:.

2,1 Riqs2,3 R 1,5 ,7 R2.1 Riqs2.3 R 1.5, 7 R

де R - рассто ние от центра основани  концентратора до его границы;de R is the distance from the center of the base of the concentrator to its boundary;

Q рассто ни  точек измерени  от нового положени  центра концентратора соответственно против и вдоль направлени  сдвига. Q are the distances of the measurement points from the new position of the center of the concentrator respectively against and along the direction of the shift.

Изобретение относитс  к дефектоскопии и может быть использовано дл неразр5Ш1ающего контрол  изделий из феромагнитных материалов. Известен способ контрол  механических свойств ферромагнитных издеЛИЙ , включающий предварительное намагничивание участка издели  импуль сным полем соленоида, ось которого перпендикул рна поверхности издели  и измерение градиента нормальной составл ницей остаточного магнитного по л  О . Однако известный способ примен етс  в основном, дл  контрол  низкокоэрцитивного стального проката и не позвол ет достоверно контролировать .массивные стальные издели  со сравнительно высокой коэрцитивной силой Наи более близким к предложенному  вл етс  способ определени  физических свойств ферромагнитных изделий, включающий намагничивание -контролируемого издели  с помощью концентрат ра магнитного пол  и последующее измерение суммы тангенциальных составл ющих напр женности остаточного маг нитного пол  в дЬух фиксированных точках издели , но уже в отсутствие концентратора. При этом дл  намагничивани  используют точечный полюс стержневого посто нного магнита, а,. напр женность остаточного пол  опрёделчют в точках, симметричных относи тельно полюса 2 . Однако при по влении зазора (св занного , например, с несовершенством поверхности контролируемого издели ) между : полюсом магнита и изделием уменьшаетс  и сумма тангенциальных составл ющих остаточного пол . Поскольку вли ние зазора в указанном способе никак не компенсируетс , то измер ема  величина суммы тангенциальных составл ющих зависит от слу чайного зазора между полюсом и листом., что снижает достоверность контрол . При использовании лучших говлеменных магнитов из самарий-кобальтовых сплавов индукци  в полюсе не превы- шает 1 Тл. При таком небольшом зна-; чении достигаемой индукции ошибка, св занна  с вли нием зазора, тем более значительна, поэтому этот способ и устройство примен ютс  дл  определени  анизотропии тонколистового материала с коэрцитивной силой меньще 16 А/см. Таким образом, недостатком способа  вл етс  низка  достоверность , контрол , обусловленна  вли нием зазора между источником намагничивающего пол  и датчикмли остаточной намагниченности с одной стороны и контролируемым изделием с другой. Цель изобретени  - повышение достоверности способа. Указанна  цель достигаетс  согласно способу контрол  физических свойств феррсмагнйтных изделий,включающему намагничивание контролируемого издели , локализацию намагничиваю щего пол  на поверхности издели  с. помощью концентратора магнитного пол  и последукндее измерение тангенциальных составл ющих напр женности остаточного магнитного пол  в двух фиксированных точках издели , изделие намагничивают до насыщени , после сн ти -намагничивающего пол  концентратор сдвигают вдоль поверхности издели , тангенциальные составл ющие остаточного магнитного пол  измер ют в присутствии концентратора, а о величине контролируемого параметра суд т по разности тангенциальных составл квдих остаточного магнитного пол . Кроме того, концентратор сдвигают на рассто ние, равное рассто нию от центра концентратора до его границы , а Положени  точек измерени  тангенциальных составл кндих отсчитыва ют в обе стороны от нового положени  центра основани  концентратора вдоль направлени  его сдвига и определ ют из следующих соотношений 2,lRia$2,3R 1,5 R g 1,7 R где R - рассто ние от центра основани  концентратора до его границы; а и д- рассто ни  точек измерени  от нового положени  центра концентратора соответственно против и вдоль направлени  сдвига. На фиг.1 изображены тангенциальны составл ющие пол  после сдвига концентратора в зависимости от координаты X вдоль направлени  сдвига концентратора; на фиг.2 - зависимость разности дН тангенциальных составл ющих от положени  одной из точек измерени  (д) при фиксированной второй точке (а), в которой напр женность максимальна, дл  двух случаев когда зазор фиг.З зависимость разности тангенциальных составл ющих от коэрцитивной силы издели  (HQ); на фиг.4 - устройство дл  осуществлени  способа. Устройство СОДЕРЖИТ электромагнит , сердечник которого служит концентратором 1, магниточувствитель ные элементы 2 и 3, расположенные осью максимальной чувствительности в плоскости контролируемого издели  4. На фиг.1 обозначено; О - первоначальное положение центра основани концентратора 1; О - его новое поло жение; Hgg , Hgg - тангенциальные составл кздие в соответствующих точка при наличии зазора S . Элементы 2 и 3   естко закреплены относительно концентратора 1, при этом iHq об g Hg. - Н, Способ осуществл ют, следующим образом. Размещают концентратор 1 электро магнита на поверхности издели  4 и включают намагинчивающий ток, намаг ничивающий изделие 4,до насыщени . После этого ток отключают, концентратор 1 сдвиггпот на рассто ние Р. , измер ют разность тангенциальных составл ющих в точках а и д, по которой суд т о контролируемом параметре , например коэрцитивной силе изде лий 4. После сдвига электромагнита на рассто ние равное R максимальные значени  Нд и HQ и их месторасположени  на оси X остаютс  практически такими же, как и при удалении электромагнита с поверхности издели . На фиг.1 видно, ЧТО зазор 8 О уменьшает значени  тангенциальной составл квдей напр женности пол  во всех точках на оси X и что точки а и g наход тс  от центра О полюса на оптимальных рассто ни х: соответственно 2,2 R и 1,6 R. При этом в двух фиксированных точках вли ние зазора уменьшает величину тангенциальных составл ющих напр женности остаточного пол  на равную-величину (точки а и g на фиг.1), что позвол ет использовать в качестве информативного параметра разность йН этих величин, исключающую вли ние зазора (фиг.2). Видно, что кривые при отсутствии и наличии зазора пересекаютс  в одной точке д, лежащей на оптимальном рассто нии 1,6. R от центра полюса О. В таблице приведены результаты экспериментальной проверки способа : Как видно из таблицы, величина iH пропорциональна Н и зазор ,5 мм между сердечником электромагнита и образцом практически не вли ет на величину H. Измерение цН в определенных фиксированных точках позвол ет по этой величине надежно различить стали с различной коэрцитивной силой и при этом полностью скомпенсировать вли ние зазора. Таким образом, предлагаемый способ позвол ет достоверно контролировать массивные стальные издели  с коэрцитивной силой Н г- 16 А/см, что невозможно известными способами из-за вли ни  зазора.The invention relates to flaw detection and can be used for nondestructive inspection of products made of ferromagnetic materials. A known method for controlling the mechanical properties of ferromagnetic products includes premagnetizing a section of a product by the pulsed field of a solenoid, whose axis is perpendicular to the surface of the product and measuring the gradient of the normal component of the residual magnetic field. However, the known method is mainly used to control low-coercive steel products and does not allow reliable control of massive steel products with relatively high coercive force. The method of determining the physical properties of ferromagnetic products, including magnetization of the controlled product using concentrate, is the closest to the proposed method. magnetic field and the subsequent measurement of the sum of the tangential components of the residual magnetic field strength in two fixed glasses articles, but in the absence of a hub. In this case, for magnetization the point pole of a rod permanent magnet is used, a. the residual field strength is determined at points symmetric with respect to the pole 2. However, when a gap appears (associated, for example, with an imperfect surface of the test item) between: the magnet pole and the item, the sum of the tangential components of the residual field decreases. Since the effect of the gap in this method is not compensated in any way, the measured sum of the tangential components depends on the random gap between the pole and the sheet, which reduces the reliability of the control. When using the best goblem magnets from samarium-cobalt alloys, the induction at the pole does not exceed 1 Tl. With such a small sign; When the induction is achieved, the error associated with the effect of the gap is all the more significant. Therefore, this method and device is used to determine the anisotropy of thin-sheet material with a coercive force less than 16 A / cm. Thus, the disadvantage of the method is low reliability, control, due to the influence of the gap between the source of the magnetizing field and the sensor or residual magnetization on the one hand and the controlled product on the other. The purpose of the invention is to increase the reliability of the method. This goal is achieved according to the method of controlling the physical properties of ferrous magnetic products, including the magnetization of the controlled product, the localization of the magnetizing field on the surface of the product c. using a magnetic field concentrator and subsequent measurement of the tangential components of the residual magnetic field strength at two fixed points of the product, the product is magnetized to saturation, after removing the magnetic field, the concentrator is shifted along the product surface, the tangential components of the residual magnetic field are measured in the presence of a concentrator, and the value of the controlled parameter is judged by the difference of the tangential components of the residual magnetic field. In addition, the concentrator is shifted by a distance equal to the distance from the center of the concentrator to its boundary, and the positions of the measuring points of the tangential components are counted in both directions from the new position of the center of the base of the concentrator along the direction of its shift and determined from the following ratios 2, lRia $ 2,3R 1,5 R g 1,7 R where R is the distance from the center of the base of the concentrator to its border; a and d are the distances of the measuring points from the new position of the center of the concentrator respectively against and along the direction of the shift. Fig. 1 shows the tangential components of the field after a shift in a hub versus the X coordinate along the shift direction of the hub; Fig. 2 shows the dependence of the difference of DN of tangential components on the position of one of the measurement points (e) at a fixed second point (a), in which the intensity is maximum, for two cases when the gap of FIG. 3 depends on the coercivity of the difference of tangential components. products (HQ); Fig. 4 shows a device for carrying out the method. The device CONTAINS an electromagnet, the core of which serves as a hub 1, the magnetosensitive elements 2 and 3, located by the axis of maximum sensitivity in the plane of the monitored product 4. In figure 1 it is indicated; O is the initial position of the center of the base of the hub 1; O is his new position; Hgg, Hgg - tangential components in the corresponding points with a gap S. Elements 2 and 3 are fixed relative to the hub 1, while iHq about g Hg. - H, Method carried out as follows. The electromagnet concentrator 1 is placed on the surface of the product 4 and the booster current which magnetizes the product 4 is turned on until saturation. After this, the current is turned off, the concentrator 1 is shifted by the distance P., the difference of the tangential components at the points a and d is measured by which the controlled parameter is judged, for example, the coercive force of the products 4. After the electromagnet is shifted by a distance equal to R, the maximum The values of Nd and HQ and their location on the X axis remain almost the same as when the electromagnet is removed from the surface of the product. In Fig. 1, it can be seen that the gap 8 O reduces the tangential values of the field strength at all points on the X axis and that points a and g are from the center O of the pole at optimal distances x 2.2 R and 1, respectively. 6 R. At the same time, at two fixed points, the influence of the gap reduces the magnitude of the tangential components of the residual field strength by an equal-magnitude (points a and g in figure 1), which makes it possible to use the difference yn of these values as an informative parameter, excluding the effect of the gap (figure 2). It can be seen that, in the absence and presence of a gap, the curves intersect at one point g, which lies at an optimal distance of 1.6. R from the center of the pole O. The table shows the results of the experimental verification of the method: As can be seen from the table, the value of iH is proportional to H and the gap, 5 mm between the core of the electromagnet and the sample has almost no effect on the value of H. Measuring the QN at certain fixed points allows This value can reliably distinguish steel with different coercivity and at the same time completely compensate for the effect of the gap. Thus, the proposed method allows to reliably control massive steel products with a coercive force H g - 16 A / cm, which is impossible by known methods due to the influence of the gap.

лнln

фиг.Зfig.Z

JJ

cpui.ifcpui.if

Claims (2)

1.СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий намагничивание контролируемого изделия, локализацию намагничивающего поля на поверхности изделия с помощью концентратора магнитного поля и последующее измерение тангенциальнкх составляющих напряженности остаточного магнитного поля и двух фиксированных точках изделия, отличающий· с я тем, что, с.целью повышения достоверности способа, изделие намагничивают до насыцения, после снятия намагничивающего поля концентратор сдвигают вдоль поверхности изделия, тангенциальные составляющие остаточного магнитного поля измеряют в присутствии концентратора, а о величине контролируемого параметра судят по разности тангенциальных составляющих остаточного магнитного поля.1. METHOD FOR CONTROLING PHYSICAL PROPERTIES OF FERROMAGNETIC PRODUCTS, including magnetization of the controlled product, localization of the magnetizing field on the surface of the product using a magnetic field concentrator, and subsequent measurement of the tangential components of the residual magnetic field strength and two fixed points of the product, which differs from that. in order to increase the reliability of the method, the product is magnetized to saturation, after removing the magnetizing field, the concentrator is shifted along the surface of the product, tangent The other components of the residual magnetic field are measured in the presence of a concentrator, and the magnitude of the controlled parameter is judged by the difference in the tangential components of the residual magnetic field. tput.j zmFrrnstput.j zmFrrns 2.Способ по п.1, отличающийся тем, что концентратор сдвигают на расстояние, равное расстоянию от центра основания концентратора до его границы, а положения точек измерения тангенциальных составляющих отсчитывают в обе стороны от нового положения центра основания концентратора вдоль направления его сдвига и определяют из следующих соотношений:2. The method according to claim 1, characterized in that the concentrator is shifted by a distance equal to the distance from the center of the hub base to its boundary, and the positions of the measurement points of the tangential components are counted on both sides from the new position of the hub center of the hub along the direction of its shift and determined from the following ratios: 2,1 R^as2,3 R2.1 R ^ as2.3 R 1,5 R^41,7 R где R - расстояние от центра основания концентратора до его границы;1,5 R ^ 41,7 R where R is the distance from the center of the base of the concentrator to its border; ♦ Q иg- расстояния точек измерения от нового положения центра концентратора соответственно против и вдоль направ•ления сдвига.♦ Q and g are the distances of the measurement points from the new position of the center of the concentrator, respectively, against and along the shear direction.