Полюсное намагничивание. Основные схемы при контроле деталей вагонов

При полюсном продольном намагничивании магнитные силовые линии направлены вдоль продольной оси или наибольшего размера детали, пересекая поверхность и образуя на ее концевых участках магнитные полюсы. Этот способ намагничивания служит для выявления дефектов, направление которых перпендикулярно линиям намагничивающего поля или составляет с ними угол не менее 30°. Дефекты, ориентированные строго параллельно линиям поля, не выявляются. Как видно из рис. 33, полюсное намагничивание осуществляется путем размещения детали между полюсами постоянного магнита (рис. 33, а – г), электромагнита (рис. 33, д), помещения детали в соленоид (рис. 33, е) и обвивки детали или ее части гибким кабелем (рис. 33, ж, и).

Использование постоянного магнита (см. рис. 33, а – г) удобно, особенно в полевых условиях или когда отсутствует специальное дополнительное оборудование магнитного контроля.

ж з и

Рис. 33. Схемы реализации полюсного намагничивания:

а – с помощью подковообразного постоянного магнита; б, в – приставных постоянных магнитов типа МСН-11 и МСН-11.01; г – приставного постоянного магнита с гибким магнитопроводом типа МСН-12; д – электромагнита; е – соленоида; ж – гибкого кабеля, намотанного соленоидом; з – магнитного контакта; и – обвивкой зубьев шестерни кабелем

на рис. 33 обозначено: 1 – объект контроля (деталь); 2 – магнитопровод; 3 – обмотка; 4 – кабель; 5 – зона контроля; 6, 7 – перемещаемый магнит; 8 – дефект.

В то же время изменение напряженности намагничивающего поля почти невозможно. Линии поля в местах входа в деталь и выхода из нее образуют зоны магнитных полюсов S и N. Эти зоны – области с ярко выраженной неоднородностью магнитного поля – вносят неоднозначность дефектоскопирования, так как их образование не связано с дефектами. Участки между полюсами намагничиваются преимущественно равномерно.

Участок детали, в пределах которого значение тангенциальной составляющей Н_t достаточно для выявления дефектов с требуемой чувствительностью, называют зоной достаточной намагниченности (ДН). Достоинством электромагнита (см. рис. 33, д) является возможность управления режимом контроля. Постоянные магниты и электромагниты применяют при контроле плоских или слабо искривленных участков поверхности детали. намагничивание электромагнитами используют преимущественно для намагничивания участков крупных деталей и всей детали, которую располагают между полюсами электромагнита как замыкающее звено магнитопровода. Примером такой схемы является намагничивание надрессорной балки и боковых рам тележек вагонов с помощью намагничивающих систем МСН-10, МСН-31 или МСН-32. Направление выявляемых дефектов – поперечное.

Продольное намагничивание соленоидом применяют в основном для осесимметричных деталей или по участкам деталей типа валов, например, на участках средней и подступичных частей, а также шеек оси колесной пары. При этом сказывается влияние размагничивающего фактора, поэтому и истинная напряженность магнитного поля внутри ОК оказывается меньше расчетной. Зона ДН включает в себя зону, занятую витками соленоида с прилегающими участками по обеим сторонам (примерно по 150 мм). Длина зоны зависит от формы и размеров детали, положения соленоида относительно детали и величины зазора между корпусом соленоида и контролируемой поверхностью. Максимальная длина зоны ДН обеспечивается при зазоре между корпусом соленоида и контролируемой поверхностью h, равном 40 – 60 мм (рис. 34). Отношение Н_п/Н_t возрастает при перемещении соленоида от середины к концам детали и достигает наибольшего значения на участках, прилегающих к торцам детали (рис. 35). На этих же участках длина зоны ДН уменьшается из-за возрастания Н_п.

Рис. 34. Зона ДН при намагничивании детали соленоидом: 1 – соленоид; 2 – деталь; 3 – силовые линии магнитного поля; L – длина зоны ДН; h – зазор между соленоидом и контролируемой поверхностью детали; H – вектор напряженности магнитного поля

Рис. 35. Уменьшение зоны ДН при перемещении соленоида к торцу детали

Определение тока в соленоиде осуществляется по упрощенным в сравнении с выражениями (18) и (19) формулам:

и , (42)

где – тангенциальная составляющая напряженности поля в ОК, А/см;

– постоянная соленоида w/ l;

w – число витков;

l и D – длина и диаметр соленоида, см.

Намагничивание способом магнитного контакта (рис. 33, з) применяют при контроле СОН. При этом полюс постоянного магнита или электромагнита перемещают по контролируемой поверхности. Зона контроля равна ширине полюсного наконечника.