NDT World NDT World В мире неразрушающего контроля 1609-3178 12099 10.12737/20020 Магнитный контроль Magnetic Inspection Магнитный контроль Structural Analysis of Ferromagnetic Products in the Mode of Permanent Magnet Applied Field Структуроскопия ферромагнитных изделий в режиме приложенного поля постоянных магнитов Леньков Сергей Викторович Lenkov Sergey Викторович Молин Сергей Михайлович Molin Sergey Михайлович Захаров Владимир Анатольевич Zakharov Vladimir Анатольевич zva@ftiudm.ru Безлюдько Геннадий Яковлевич Bezlyudko Gennadiy Yakovlevich mail@snr-ndt.com

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 ООО «СНР» Харьков Россия Special Scientific Engeneering, LLC Kharkov Russian Federation 30 06 2016 30 06 2016 19 2 50 54 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/12099/view

Введение. Предлагается простой и надёжный магнитный структуроскоп, содержащий двухполюсное намагничивающее устройство на основе постоянных магнитов, и датчик «внутреннего поля» материала контролируемого изделия. Метод. Проведены теоретические и экспериментальные исследования магнитной цепи «намагничивающее устройство–изделие». Методом расчёта магнитной цепи установлена зависимость между магнитной проницаемостью и «внутренним полем» контролируемых изделий. С использованием структуроскопа, содержащего П-образное намагничивающее устройство из двух постоянных магнитов (материал «неодим–железо–бор»), замкнутых ферромагнитной перемычкой, и датчик Холла между полюсами магнитов, проведены измерения касательной составляющей напряжённости магнитного поля над поверхностью образца. Результаты. Исследования проведены на четырех образцах ферромагнитных материалов с коэрцитивными силами от 1,5 до 17,2 А/см при различных зазорах между полюсами магнитов и поверхностью образца и различных расстояниях датчика Холла от поверхности образца. Показано, что изменение магнитной проницаемости изделия связано не только с «внутренним полем» в нем, но и с напряжённостью поля, измеряемой на значительном удалении от поверхности изделия. Заключение. Предлагаемый структуроскоп даёт возможность непрерывного, с небольшими энергозатратами, определения структурного состояния изделий, в частности, напряжённо-деформированного или усталостного состояния объектов, находящихся в эксплуатации. Устройство позволяет перейти в будущем к созданию системы непрерывного мониторинга и прогноза остаточного ресурса ответственных изделий, находящихся в длительной эксплуатации и критически влияющих на техногенную безопасность.

Introduction. Magnetic structural analysis with the use of double-pole magnetizers is widely used for non-destructive evaluation of properties and a stress-strain state of ferromagnetic products. Measurements of material parameters are usually accompanied with high energy consumption, necessary for product magnetization (reversal magnetization) with electromagnets. This paper offers a simple and reliable magnetic structure analyzer, which includes a magnetizer on the basis of permanent magnets, and a probe of the tested object "internal field". Method. Theoretical and experimental researches of the magnetic circuit "magnetizer – product" were conducted. The dependence between magnetic permeability and "internal field" of the tested product was determined with the use of a magnetic circuit calculation method. For experimental study the magnetic structure analyzer was used. It included a U-shaped magnetizing device containing two permanent magnets (made of neodymium–iron–boron) closed with ferromagnetic connection strap, and the Hall probe located between the poles of the magnets. The tangential component of the magnetic field strength over the sample surface was measured. Results. Measurements were performed on four ferromagnetic specimens with the coercive force range from 1.5 till 17.2 A/cm at different magnet pole gaps and different distances between the Hall probe and the sample surface. The results have shown that the change in the product magnetic permeability is due not only to the "internal field" in it, but to the magnetic field strength, measured at a considerable distance from the product surface. Discussion. The magnetic structure analyzer enables the product structural condition (the stress-strain state or fatigue state) to be determined continuously and with small energy consumption. The device makes it possible in the future to create a system for continuous monitoring and residual resource forecasting of important products, which are in prolonged use and critically influence upon anthropogenic safety.

напряжённость магнитного поля магнитная проницаемость внутреннее поле магнетика магнитное сопротивление magnetic field strength magnetic permeability the internal field of the magnet the magnetic resistance

Tomas I., Vertesy G. Magnetic Adaptive Testing. - Nondestructive Testing Methods and New Applications. 2012. No. 3. P. 145-186. Tomáš I., Vértesy G. Magnetic Adaptive Testing. Nondestructive Testing Methods and New Applications. 2012, no. 3, pp. 145-186. Available at: http://www.intechopen.com/books/nondestructive-testing-methods-and-new-applications/magnetic-adaptive-testing (accessed on 11.05.2016). Власов В. Т., Дубов А. А. Физические основы метода магнитной памяти металла / Уч. пособие. - М.: ООО «Энергодиагностика», 2007. Vlasov V. T., Dubov A. A. Fizicheskie osnovy metoda magnitnoy pamyati metalla [The Physical Basis of the Metal Magnetic Memory Method]. Мoscow, OOO «Energodiagnostika», 2007, 424 p. (in Russ.). Горкунов Э. С., Захаров В. А. Коэрцитиметры с приставными магнитными устройствами (обзор). - Дефектоскопия. 1995. № 8. С. 69-88. Gorkunov E. S., Zakharov V. A. Defektoskopiya, 1995, no. 8, pp. 69-88 (in Russ.). Табачник В. П., Чернова Г. С., Федорищева Э.Э. Контроль качества изделий по внутреннему полю при намагничивании приставным электромагнитом. - Дефектоскопия. 1984. № 11. С. 3-7. Tabachnik V. P., Chernova G. S., Fedorishcheva E.E. Defektoskopiya, 1984, no. 11, pp. 3-7 (in Russ.). Костин В. Н., Осинцев А. А., Сташков А. Н. др. Мобильные средства многопараметровой магнитной структуроскопии. - Дефектоскопия. 2008. № 4. С. 66-77. Kostin V. N.; Osintsev A. A.; Stashkov A. N.; et al. Portable instruments for multiparameter magnetic evaluation of material structures. Russian J. Nondestructive Testing. 2008, v. 44, no. 4, pp. 280-289. Костин К. В., Царькова Т. П., Ничипурук А. П., Смородинский Я. Г. Изменение гистерезисных характеристик трубных сталей при их упругом и пластическом деформировании растяжением. - Дефектоскопия. 2011. № 9. С. 25-36. Kostin K. V., Tsar´kova T. P., Nichipuruk A. P., Smorodinskiy Ya. G. Measurement of the hysteresis characteristics of pipe steels under elastic and plastic tensile strain. Russian J. Nondestructive Testing. 2011, v. 47, no. 9, pp. 593-602. Костин В. Н., Осинцев А. А., Сташков А. Н., Царькова Т. П. Многопараметровые методы структуроскопии стальных изделий с использованием магнитных свойств вещества. - Дефектоскопия. 2004. № 3. С. 69-82. Kostin V. N., Osintsev A. A., Stashkov A. N., Tsar´kova T. P. Multiparameter Methods for Structural Analysis of Steel Articles Using the Magnetic Properties of Substances. Russian J. Nondestructive Testing. 2004, v. 40, no. 3, pp. 197-208.