SU560174A1 - Method for non-destructive testing of products made of magnetic metals - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области неразрушающего контрол  и может быть иснользовано дл  определени  внутренних напр жений в издели х из те стурованных магнитных материалов.The invention relates to the field of non-destructive testing and can be used to determine internal stresses in articles made from those stored magnetic materials.

Известен способ неразрушающего контрол  в поверхностно-унрочненных сло х металла с использованием вихретоковых преобразователей , заключающийс  в том, что в поверхностно-упрочненном слое эталонного и контролируемого образца возбуждают вихревые токи, снимают сигнал с вихретокового преобразовател , раскладывают сигнал на гармонические составл ющие и по величинам амплитуд четных гармоник суд т об остаточных и напр жени х в контролируемом слое.A known method of non-destructive testing in surface-strengthened metal layers using eddy current transducers is that eddy currents are excited in the surface-strengthened layer of the reference and controlled sample, the signal is removed from the eddy current transducer, the signal is distributed into harmonic components and amplitudes even harmonics are judged on the residual and stresses in the controlled layer.

Однако этот способ не позвол ет измер ть напр жени  в любых участках крупногабаритных конструкций или, например, в отдельных местах целых прокатных листов, так как он предназначен дл  определени  остаточных напр жений только на образцах или небольших детал х, которые необходимо помещать в преобразователи, требует применение эталонного образца, не позвол ет определ ть напр жени  в текстурованных материалах.However, this method does not allow measuring stresses in any areas of large-sized structures or, for example, in certain places of whole rolled sheets, since it is designed to determine residual stresses only on samples or small parts that need to be placed in converters, requires the use of the reference sample does not allow the determination of stresses in textured materials.

Известен также способ неразрушающего контрол  изделий из магнитных металлов, заключающийс  в том, что в контролируемом изделии возбуждают вращающеес  магнитноеThere is also known a method for non-destructive testing of products made of magnetic metals, which consists in the fact that a rotating magnetic field is excited in a controlled product.

поле и с индуктивного преобразовател  снимают сигнал, характеризующий изменение нормальной составл ющей вектора намагниченности издели , выдел ют из сигнала четные гармоники и по ним суд т о контролируемом параметре. Однако такой способ не обеспечивает необходимой надежности контрол  при определении внутренних нанр лсений в издели х из текстурованных магнитных металлов из-за вли ни  на сигнал преобразовател  кристаллографической текстуры. Это обусловлено тем, что кристаллографическа  текстура, представл юща  собой преимущественную фостранстве11ную ориентировку зерен поликристаллических материалов, вызывает анизотропию всех физических свойств металла , в том числе и магнитных. При этом в случае слабой интенснвности текстуры резко снижаетс  точность определени  напр жений, а при резко выраженной текстуре указанный способ становитс  непригодным из-за невозмолчности разделени  эффектов, обусловленных наличием текстуры и напр жений одновременно .The field and the inductive converter remove the signal characterizing the change in the normal component of the magnetization vector of the product, even harmonics are extracted from the signal and are judged by the monitored parameter. However, this method does not provide the necessary reliability for controlling the determination of internal nanronements in articles made from textured magnetic metals due to the effect on the signal of the crystallographic texture converter. This is due to the fact that the crystallographic texture, which is the primary focusing orientation of the grains of polycrystalline materials, causes the anisotropy of all the physical properties of the metal, including magnetic. In this case, in the case of weak texture intensity, the accuracy of stress determination decreases sharply, and with a pronounced texture, this method becomes unsuitable due to the non-silent separation of effects due to the presence of texture and voltage simultaneously.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности контрол  при определении внутренних напр л :еннй в издели х их текстурованных магнитных металлов путем устранени  вли ни  на сигнал кристаллографической текстуры издели .The aim of the invention is to increase the reliability of controlling the determination of internal springs: enny in the products of their textured magnetic metals by eliminating the effect on the signal of the crystallographic texture of the product.

Дл  этого предварительно на образцах из металла контролируемого издели , освобожденных от внутренних напр жений, определ ют тип и степень совершенства кристаллографической текстуры, нагружают образец перемепной нагрузкой и с индуктивного преобразовател  CHHMafOT сигнал, характеризующий зависимость амилитуд второй и четвертой гармоник нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины приложенной нагрузки, определ ют отношение амплитуд четвертой и второй гармоник сигнала преобразовател , установленного на контролируемом изделии, и по полученной на образце с идентичной степенью совершенства кристаллографичеекой текстуры зависимости амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины приложенных нагрузок определ ют величину внутренних напр жений коптролируемого издели .For this, the type and degree of perfection of the crystallographic texture are preliminarily determined on samples of the metal of the controlled product, freed from internal stresses, and the sample is loaded with a interchip load and a CHHMafOT signal from the inductive converter, which characterizes the dependence of the second and fourth harmonics of the normal component of the magnetization vector applied load, determine the ratio of the amplitudes of the fourth and second harmonics of the signal converter installed on the controlled product, and the amplitudes of the second and fourth harmonics of the normal component of the magnetization vector on the magnitude of the applied loads, determined on the sample with an identical degree of perfection of the crystallographic texture of the amplitudes of the second and fourth harmonics, determine the internal stresses of the controlled product.

На чертеже приведены кривые зависимости амплитуд второй и четверой гармоник нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины раст гивающих механических напр жений, прикладываемых в различных направлени х по отношению к направлению прокатки дл  электротехнической стали Э320 с резко выраженной кристаллографической текстурой типа (110)(001). Кривые 1 и 2 показывают зависимость амплитуд второй и четвертой гармоник соответственно от раст гивающих напр л ений, приложенных вдоль наиравлени  прокатки (параллельно оси 001). Кривые 3 и 4 показывают аналогичные зависимости при напр жени х, приложенных поперек к направлению прокатки (перпендикул рно к оси 001).The drawing shows the curves of the amplitudes of the second and four harmonics of the normal component of the magnetization vector versus the magnitude of the tensile mechanical stresses applied in different directions relative to the rolling direction for electrical steel E320 with a pronounced crystallographic texture (110) (001). Curves 1 and 2 show the dependence of the amplitudes of the second and fourth harmonics, respectively, on the tensile stresses applied along the rolling direction (parallel to the axis 001). Curves 3 and 4 show similar dependences for stresses applied across the rolling direction (perpendicular to axis 001).

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Предварительно на образцах контролируемого издели , освобожденных от внутренних напр жений, определ ют любым известным способом (рентгеновским, оптическим или методом магнитного текстурного анализа), тип и степень совершенства кристаллографической текстуры, нагружают образец переменной нагрузкой и с индуктивного преобразовател  снимают сигнал, характеризующий зависимость амплитуд второй и четвертой гарМОНИК нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины нриложенной нагрузки . Индуктивный преобразователь представл ет собой электромагнит посто нного тока с П-образным  рмом, насаженным на ось электродвигател . Враща сь над поверхностью издели , электромагнит создает в небольшом участке вращающеес  магнитное поле . Между полюсами электромагнита расположена и скреплена жестко с ними измерительна  катушка, в которой при вращении наводитс  ЭДС, пропорциональна  тангенциальной компаненте пол  рассе ни , обусловленного изменением нормальной составл ющей вектора намагниченности в исследз емом участке металла под воздействием вращающегос  магнитного пол . Из сигнала катушки электромагнитным блоком выдел ютс  четные гармоники. Таким образом, приставив подобное устройство к поверхности образца и приложив к нему сжимающее или раст гивающее усилие фиксированной величины , определ ют зависимость амплитуд гармоник кривой нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины прикладываемых напр жений.Previously, on samples of a controlled product freed from internal stresses, it is determined by any known method (X-ray, optical or magnetic texture analysis), the type and degree of perfection of the crystallographic texture, load the sample with a variable load and remove the signal characterizing the amplitude of the second and the fourth harmonic of the normal component of the magnetization vector of the magnitude of the applied load. An inductive transducer is a DC electromagnet with a U-shaped clamp mounted on the axis of an electric motor. Rotating above the surface of the product, the electromagnet creates a rotating magnetic field in a small area. Between the poles of an electromagnet there is a measuring coil fixedly attached to them, in which the EMF is induced during rotation, proportional to the tangential component of the stray field caused by the change in the normal component of the magnetization vector in the metal under study under the influence of a rotating magnetic field. Even harmonics are extracted from the coil signal by the electromagnetic unit. Thus, by placing such a device on the surface of the sample and applying to it a compressive or tensile force of a fixed value, determine the dependence of the amplitudes of the harmonics of the curve of the normal component of the magnetization vector on the magnitude of the applied voltage.

Зна  тин и степень совершенства текстуры и указанную зависимость амплитуд гармоник от величины прикладываемых напр жений дл  исследуемого материала, определ ют далее отношение амплитуд четвертой и второй гармоник сигнала преобразовател , установленного на контролируемом изделии, и по полученной на образце с идентичной степенью совершенства кристаллографической текстуры зависимости амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины приложенных нагрузок определ ют величину внутренних иаир жеиий контролируемого издели .The sign and degree of perfection of the texture and the indicated dependence of the amplitudes of the harmonics on the magnitude of the applied stresses for the material under study, further determine the ratio of the amplitudes of the fourth and second harmonics of the converter signal installed on the tested product, and obtained from the sample with the identical degree of perfection of the crystallographic amplitude dependence the second and fourth harmonics of the normal component of the magnetization vector of the magnitude of the applied loads determine the value of the internal their Jairus zheiy controlled product.

Иредмет изобретени Iredmet invention

Способ неразрушающего контрол  изделий из магнитных металлов, заключающийс  в том, что в контролируемом изделии возбуждают вращающеес  магнитное поле и с индуктивного преобразовател  снимают сигнал, характеризующий изменение нормальной составл ющей вектора намагниченности издели , выдел ют из сигнала четные гармоники и по ним суд т о коитролируемом параметре, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности контрол  при определении внутренних напр жений в издели х из текст фованных магнитных металлов путем устранени  вли ни  на сигнал кристаллографической текстуры, предварительно на образцах из металла контролируемого издели , освобожденных от внутренних напр жений, определ ют тип и степень совершенства кристаллографической текстуры, нагружают образец переменной нагрузкой и с индуктивного преобразовател  снимают сигнал, характеризующий зависимость амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины приложенной нагрузки, определ ют отношение амплитуд четвертой и второй гармоник сигнала преобразовател , установленного на контролируемом изделии, и по полученной на образце с индентичной степенью совершенства кристаллографической текстуры зависимости амплитуд второй и четвертой гармоник нормальной составл ющей вектора намагниченности от величины приложенных нагрузок определ ют величину впутренних напр жений контролируемого издели .The method of non-destructive testing of products made of magnetic metals, which implies that a rotating magnetic field is excited in a controlled product and a signal characterizing the change in the normal component of the magnetization vector of the product is removed from the inductive converter, and the harmonized parameter is measured from the signal characterized in that, in order to increase the reliability of control in determining internal stresses in textual magnetic metal products by eliminating the influence of The signal of the crystallographic texture, previously on samples from the metal of the controlled product, freed from internal stresses, determines the type and degree of perfection of the crystallographic texture, loads the sample with a variable load, and a signal characterizing the dependence of the amplitudes of the second and fourth harmonics of the normal component of the vector is removed from the inductive converter. magnetization on the magnitude of the applied load, determine the ratio of the amplitudes of the fourth and second harmonics of the signal ate mounted on the testing item, and on a sample obtained from the degree of perfection indentichnoy crystallographic texture depending on the amplitudes of the second and fourth harmonics of the normal component of the magnetization vector by the magnitude of applied loads determined value vputrennih voltage controlled product.

ID Kffflf ID Kffflf