Анализ магнитного поля над искусственным дефектом стандартного образца предприятия
Общие сведения
Если в однородное магнитное поле поместить ферромагнитный образец с поверхностной трещиной, ориентированной перпендикулярно направлению внешнего магнитного поля, то в пределах профиля трещины произойдет перераспределение магнитного потока. В части сечения образца, прерванного трещиной, из-за более высокого магнитного сопротивления в ее воздушной полости плотность линий индукции магнитного поля существенно снизится. Часть линий индукции, расположенных ниже основания трещины, уплотнится, значительно меньшая часть линий пройдет через воздушный зазор, а оставшаяся часть неизбежно преодолеет трещину снаружи по воздуху. В результате над поверхностью в зоне трещины сформируется суммарное поле рассеяния – магнитное поле рассеяния дефекта.
Искажение магнитного поля
Неоднородность магнитного поля над дефектом вызывает искажение его как в тангенциальном (вдоль линий намагничивающего поля), так и в нормальном (перпендикулярно к ним) направлениях. Тангенциальная составляющая напряженности поля Hх имеет максимум в центральном сечении дефекта, а нормальная составляющая Hz проходит через ноль в этом сечении и имеет максимальные положительное и отрицательное значения в точках, расстояние между которыми несколько превышает ширину (раскрытие) трещины. Таким образом, изменение двух параметров – Нх и Нz – в направлении намагничивания в зоне дефекта дает полную характеристику неоднородности магнитного поля дефекта.
Стандартные образцы, применяемые для настройки феррозондовых приборов
В качестве примера удобно рассмотреть поле над искусственно созданным дефектом с известными параметрами дефекта ферромагнитного образца. Такими устройствами являются стандартные образцы, применяемые для настройки феррозондовых приборов при контроле различных изделий. Для этих СОП нормированным является градиент напряженности поля над ИД (Руководящий документ РД 32.149-2000. Феррозондовые приборы-полемеры с комплектом преобразователей для измерения нормальной и тангенциальной составляющих напряженности магнитного поля над дефектом позволяют сформировать топографию поля и оценить нормированные параметры СОП. Один из стандартных образцов, применяемый для настройки феррозондовых приборов, например при контроле тягового хомута, приведен на рис.1. Пластина СОП имеет размеры 300 × 40 × 10 мм и изготовлена из стали марки Сталь 3 или Сталь 20 ГФЛ. На пластине имеется один (или несколько) нормированный искусственный дефект, анализ магнитного поля над которым и представляет интерес.