Способ определения параметров дефекта в ферромагнитном изделии

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля изделий и материалов и может быть использовано при дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов и сплавов. Цель изобретения - обеспечение возможности определения ориентации дефекта относительно поверхности изделия за счет того, что изделие намагничивают Постоянным магнитным полем, измеряют топографию тангенциальной составляющей поля дефекта в совокупности точек, равноудаленных от поверхности изделия, измеряют координаты этих точек, для измеренных величин по заданной формуле вычисляют информативный параметр М, предварительно изготавливают эталонный образец с прямой трещиной, проводят для него вышеописанные операции и определяют пороговое значение параметра Мо, сравнивают величины М и Мои определяют ориентацию дефекта, причем если IМI I Mo f - дефект перпендикулярен к поверхности, если | МI | Мо Г - дефект наклонен к поверхности изделия. г Ё

(19) (I I) СОЮЗ COBETGKNX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gsI)s 6 01 N 27/82

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M- g Hx(xi)xt

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4937220/28 (22) 20.05.91 . (46) 07.06.93. Бюл. М 21

P1) И нститут физики металлов .Уральского отделения АН СССР . (72) Р.В.Заждуллйн и В.Е.Щербинин (М) Авторское свидетельство СССР

: М 974239, кл. 6 01 В 7/26, 1983.

Сопильник А.В, и Редько B.И. Электропотенциальный контроль глубины поверхностных . дефектов s иэделиях из углеродистых компози . тов, Дефекгоскопия, 1990, М 9,:с;84-87.

Новикова И,А; Математическая модель, . количественно описывающая магнитостати,ческие поля поверхностных дефектов и ее применение в. задачах дефектометрии, Де:фектоскопия, 1986; N. 22, с.3 7-45. (54) CflOCOS ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ДЕФЕКТА 8 ФЕРРОМАГНИТНОМ ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к-области не. разрушающего контроля изделий и матеИзобретение относится к области не. разрушающего контроля иэделий и матери-. алов и может быть. использовано npvi .дефектоскопии изделий. и конструкций из ферроматнитных материалов.

Цель о изобретения является обеспечение возможности определения ориентации (наклона) дефекта относительно поверхности изделия.

Поставленная цель достигается тем, что контролируемое иэделие, намагничивают постоянным однородным магнитным полем, измеряют топографию тангенциальной риалов и может быть использовано при дефектоскопии изделий из ферромагнитных материалов и сплавов. Цель изобретения— обеспечение возможности определения ориентации дефекта относительно поверхности изделия за счет того, что изделие намагничивают постоянныМ магнитным полем, измеряют топографию тангенциальной составляющей поля дефекта в совокупности точек, равноудаленных от поверхности изделия, измеряют координаты этихточек, для измеренных величин по заданной формуле вычисляют информативный параметр М, предварительно изготавливают эталонный образец с прямой трещиной, проводят для него вышеописанные операции и определяют "пороговое" значение параметра М0, сравнивают величины М Я и Мо и определяют ориентацию дефекта, при-чем если IMI Iso(— дефект перпендикулярен к поверхности, если I M I > I Mo I - дефект наклонен к поверхности иэделия. составляющей магнитного гюля пад дефектом в совокупности точек, равноудаленных от поверхности изделия (на постоянной, высоте над ним),.измеряют координаты точек измерения поля дефекта и вычисляют по формуле

Ф где х — координаты точки измерения поля дефекта.

1820310

H (xi) — величина тангенциальной составляющей магнитного поля дефекта в данной точке;

N — количество точек измерения; параметр М, сравнивают его значение с "по- 5 роговым" значением Мр и определяют ори. ентацию дефекта таким образом: если -Мо M Mo, то дефект перпендикулярен к поверхности изделия (или симметричен относительно нормали к поверхности изделия, если дефект — внутренний), если

M > Mo — дефект наклонен влево от плоскости, нормальной к поверхности изделия, если М < -Mo, то дефект наклонен вправо от указанной плоскости. Способ определяет ориентацию как поверхностных, так и внутренних дефектов.

"Пороговое" значение параметра Моопределяют следующим образом. Намагничивают в постоянном магнитном поле эталонной образец, представляющий собой металлическую пластину с прорезанным на ней дефектом, расположенным перпендикулярно к поверхности пластины. Измеряют топографию Нх составляющей магнитного поля дефекта в совокупности точек с коор- . динатами xi на поверхности эталонного образца на постоянной высоте от ее поверхности, расположенных симметрично относительно дефекта. Для совокупности этих измеренных значений определяют параметр M по формуле (1), что есть "порогоaoe" значение параметра М и обозначается

Мо что учитывает погрешности измерения топографии магнитного поля дефекта и вы- 35 числительного устройства.

Способ был реализован.для поверхностных дефектов длиной 5 мм и шириной 0,2 мм и углами наклона а к нормали к поверхности пластины О, 10, 30О. Материал пластины — 40 сталь Ст,3. Топография тангенциальной со- . ставляющей магнитного поля дефекта измерялась на высоте У = 1 мм, при этом координаты х — точки измерения менялись . от -10 до +10 мм с шагом 1 мм (начало коор- 45 динат — в середине дефекта).

Для a = О соответствующие значения

Нх(х) равнялись: -57,7, -65,9, -75,3, -85,3, -95, -101,-95,-56,84,570, 1405,6,570,84,-56,-95, -101, -95, -85,3, -75,3, -65,9, -57,7 А/см, Эта пластина была также взята в качестве эталонного образца. Вычисляя для нее параметр M по формуле (1), получили "пороговое" значение параметра M = 6,104 10

Для дефекта с углом наклона a = 10 значения Нх(х) равнялись: -48,2, -54,5, -61,4, -68,6, -74,9, -77,6, -69,2, -29,4, 106,9, 578,2, 1390, 553,8, 64,9, -79,8, -120, -124,.-115, -102, -89, -77,4, -67,1 А/см.

Дефект наклонен вправо от плоскости, нормальной к поверхности образца, Для дефекта с углом наклона а= 30 значения Hx(x) равнялись: -80,5, -94,2,109,8, -126,6, -142,1, -151,2, -143, -95,7, 50, 501, 1253, 549, 136, 13,8, -26, -38,8, -41,5, -40,2, -37,5, -34,3, -31.1 А/см.

Дефект наклонен влево от плоскости, нормальной к поверхности образца.

Вышеприведенные значения (Н», х) для дефектов с углами наклона О, 10, ЗОО и "пороговое" значение параметра Мо были введены в ПЭВМ "Электроники-85" и обрабатывались по описанному выше алгоритму определения значения M по формуле (1) и сравнения с величиной Мо. В результате работы ПЭВМ выдавалось сообщение о значении параметра М и текстовое сообщение об ориентации дефекта относительно поверхности изделия.

Так, для дефекта с углом й= 0 было получено значение M = 6,10352 105 и текстовое сообщение "дефект перпендикулярен к поверхности", Для дефекта с углом o = 10 полученном

M- -1788,8 и сообщение "дефект наклонен вправо от нормали к поверхности", . Для дефекта с углом а = 30 было получено значение М = 4399,8 и текстовое сообщение "дефект наклонен влево от нормали к поверхности".

Время обработки входных данных и выдачи сообщений об ориентации дефекта составляет доли секунды.

Формула изобретения

Способ определения параметров дефекта в ферромагнитном изделии, заключающийся в том, что контролируемое изделие намагничивают постоянным магнитным полем, измеряют топографию тангенциальной составляющей магнитного поля над дефектом в совокупности точек, равноудаленных от поверхности изделия, измеряют координаты этих точек и по совокупности измеренных значений определяют параметры дефекта, отл и ча ю щи и с я тем, что, с целью обеспечения возможности определения ориентации дефекта относительно поверхности изделия, вычисляют информативный параметр по произведению тангенциальных составляющих магнитного поля над дефектом в точке и координат этих точек, а о ориентации дефекта судят по отклонению параметра от порогового значения.