Способ электромагнитного контроля механических характеристик сталей ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения пределов текучести и прочности протяженных намагниченных полем Земли ферромагнитных изделий. Цель изобретения - расширение области применения способа путем обеспечения возможности определения механических характеристик протяженных намагниченных полем Земли изделий. Контролируемое изделие помещают внутри намагничивающей катушки, которую подключают к источнику 4 переменного тока. Выбирают величину намагничивающего тока в катушке, которую поддерживают неизменной после размещения в намагничивающей катушке изделия с другими механическими характеристиками. Снимают зависимость ЭДС в измерительной катушке от длины намагниченного участка по линейке, установленной за пределами намагничивающей катушки. Фиксируют величину ЭДС и длину по линейке при перемещении измерительной катушки в сторону намагничивающей катушки. Строят тарировочный график для одного изделия, определяют величину приращения ЭДС в измерительной катушке и соответствующее ему приращение длины ΔL намагниченного участка на верхнем линейном участке графика. Величина градиента электромагнитного поля L<SB POS="POST">т</SB> оценивается приращением длины намагниченного участка ΔL вдоль контролируемого изделия. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 И 27/82

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4637528/25-28 (22) 08.12.88 (46) 15.12.90. Бюл. Р 46 (71) Грозненский нефтяной институт им. акад. М.Д.Миллионщикова (72) В.P.Ñroëÿðoâ и А.И.Панченко (53) 620. 178. 154.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1187067, кл„ О 01 И 27/82, 1985. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

СТАЛЕЙ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕГП4Й (57) Изобретение относится к нераэрушающим методам контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения пределов текучести и прочности протяженных намагничеH— ных полем Земли, ферромагнитных изделий. Цель изобретения — расширение области применения способа путем обеспечения воэможности определения механических характеристик протяженных намагниченных полем Земли иэделий, Контролируемое изделие помег ают

Изобретение относится к неразрушающж методам контроля материалов и изделий и может быть использовано для определения пределов текучести и прочности арматурных стержней, стальных канатов, бурильных и обсадных труб и других протяженных, намагниченных полем Земли ферромагнитных изделий °

„„Я0„„1613940 A t

2 внутри намагничиваюц ей катушки, которую подключают к источнику 4 переменного тока. Выбирают величину намагничи;;ающего тока в катушке, которую поддерживают неизменной после размещения в намагничивающей катушке изделия с другими механическими характеристиками. Снимают зависимость ЭДС в измерительной катушке or длины намагниченного участка по линейке, установленпой за пределами намагничивающей катушки. Фиксируют величину

ЭДС и длину по линейке при перемещении измерительной катушки в сторону намагничиваюц ей катушки. Строят тарировочный график для одного изделия, определяют величину приращения

ЭДС в измерительной катушке и соответствующее ему приращение длины 1 намагниченного участка на верхнем линейном участке графика. Величина градиента электромагнитного поля 1r оценивается приращением длины намагниченного участка Ь 1 вдоль контролируемого изделия. 4 ил.

I,"åëüþ изобретения является расширение области применения способа путем обеспечения возможности определения механических характеристик протяженных, намагниченных полем Земли изделий.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства предлагаемого способа для реализации; на фиг.2 — графи1613940

20

4 ки зависимости величины ЭДС E в измерительной катушке от длины 1 намагниченного участка за пределами нямагничивающей катушки для арматурных стержней из мягкой стали; на фиг.3 графики зависимости величины ЭДС E в измерительной катушке от длины 1 намагниченного участка зя пределами намагничивающей катушки для арматурных стержней из твердой стали; на фиг.4 — тарировочные графики зависимости предела текучести 5 и предела прочности 5> стали арматурных стержней от величины градиентов 1 электромагнитного поля.

Устройство содержит намагничивающую катушку 1, внутри которой помешают контролируемое изделие 2, измерительную катушку 3, источник 4 переменного тока, соединенные с ним переменный резистор 5 и миллиамперметр

6, милливольтметр 7, соединенный с измерительной катушкой, и линейку 8, установленную за пределами намагничивающей катушки.

Способ осуществляется следующим образом.

Контролируемое изделие 2 помещают внутри нямагничивающей катушки 1.

Измерительную катушку 3 размещают перпендикулярно оси изделия в упоре (положение Б) с намагничивающей катушкой 1. К катушке подключается источник 4 переменного тока. Переменным резистором 5 устанавливают величину намагничивающего тока I в катушке по миллиямперметру 6, при которой величина ЭДС Е в измерительной катушке 3 находится в пределах середины выбранной шкалы милливольтметра 7, например 150 мВ, при токе

I = 30 мА. Выбранная величина тока

I = 30 мА поддерживается неизменной после размещения в катушке 1 изделия 2 с другими механическими характеристиками. Снимают зависимость

ЭДС Е в измерительной катушке 3 от длины 1 намагниченного участка по линейке 8 за пределами намагничивающей катушки. Для этого перемещают измерительную катушку 3 соосно с контролируемым изделием 2 в сторону намагничивающей катушки 1. При этом фиксируют величины ЭДС Е по милливольтметру 7 и соответствующие им длины 1 (по линейке 8) намагниченного участка за пределами намагничивающей катушки. Строят график Е = f.(1) (фиг.2) для одного издепия, например,. с пределом текучести (7т = 300 мПя (фиг. 2) . Определяют величину приращения ЭДС Е в измерительной катушке

3 и соответствующее ему приращение длины Д1 намагниченного участка на верхнем линейном участке графика

Е = f. (1) . Этому линейному участку (фиг.?) ссответс гвует приращение ЭДС в измерительной катушке ДЕ = Š—

E = 120-80 = 40 мВ, которому соответствует величина приращения длины намагниченного участка Ь1 = 37 мм, При приращении ЭДС в измерительной катушке, например ДЕ = 1?0-80 = 40 мЕ= — сопзс, величина i.радиента электромагнитного поля оценивается приращением длины намагниченногс учас.ткя вдоль контролируемого изделия 51 — 1т. В данном случ"e e H paЛ диента оценивается приращением длины 1 = 37 мм,, которому соответствует предел текучести стаял, изделия бт = 3000 МПа, а для 1,. = 20 мм (7т = 470 мПа и т.д, Аналогично определяются величины градиентов для твердых сталей (фиг.3). Затем строят тарировочные графики зависимости предела текучести 6, предела прочности (стали контролируемых изделий ст величин их градиентов 1т (см,фиг,4).

Тарировочные графики ня фиг.4 показывают, что в диапазоне градиентов 1т = 16 — 22 мм наблюдается общий участок для мягких сталей (5> =

450-520 МПа) и твердых сталей (Q = — 1030-1320 МПа) . В этом диапазоне градиентов способ позволяет достоверно различать, а затем определять прочность стали, изделий, изготовленных из мягких сталей, ст изделий, изготовленных из твердых сталей, П р и м е p . Контролируемое изделие 2 (фиг.1) помещают внутри намагничивающей катушки 1. Измерительную катушку 3 размещают в упоре (положение катушки Б) с намагничивающей катушкой. К намагничивяющей катушке подключают источник 4 переменного тока.

Переменным резистором 5 устанавливают величину намагничивающего то— ка в катушке, например I 30 мА.

Этой величине тока соответствует конкретная величина ЭДС в измерительной катушке, например 150 мВ (для мягких сталей). При размещении в намягничивающей катушке изделий из тверды, 613940

6 сталей (намагничивающий ток I = 30мА); (= 1150 мПа по графикуСр =g (1,.) (при токе I. = 60 мА) для твердых сталей.

5 ! сталей величина ЭДС в измерительной катушке в упоре уменьшается примерно в 2 раза. В этом случае для измерения механических характеристик твердых сталей увеличивают величину намагничивающего тока до получения величины ЭДС в измерительной катушке Е = t50 мВ. В данном примере величина тока увеличилась до I г — 60 мА.

Таким образом, разница в величине намагничивающих токов в намагничивающей катушке позволяет достоверно различать (а затем измерять прочность стали) контролируемые изделия, изготовленные из мягких сталей (при

30 мА), от изделий, изготовленных из твердых сталей (при Т

60 мА).

На верхнем линейном участке графика Е = f (1) (фиг. 3) определяют величину приращения ЭДС цЕ в измерительной катушке, которое равно

АЕ = Е - Е < = 120-80 = 40 мВ. Измеряют расстояние Ь1, = 1„по линейке 8 между исходным положением катушки 3, которое соответствует Е 1 = 80 мВ, и конечном положением при Е = 120 мВ.

Например, измерено приращение расстояния А1 = 1т. = 20 мм.

По тарировочному графику 6 т=Ц,(1 -) (фиг.4) для 1 = 20 мм находят проч— ность стали: Q = 470 мПа для мягких г

Формула изобретения

Способ электромагнитного контроля механических характеристик сталей ферромагнитных изделий, заключающийся в том, что контролируемое изделие намагничивают, измеряют градиент вертикальной составляющей напряженности поля на линейном участке функции

15 зтои напряженности от длины намагниченного участка и по тарировочным графикам определяют механические характеристики, о т л и ч а ю щ и и — . с я тем, что, с целью расширения области применения способа путем обеспечения воэможности определения механических характеристик протяженных намагниченных голем Земли изделий, контролируемое изделие помещают в геременное электромагнитное поле внутри катушки, в которой намагничивающую силу после размещения изделия в. ней поддерживают постоянной, а измерение градиента вертикальной состав30 ляющей напряженности поля осуществляют на верхнем линейном участке функции этой напряженности от длины намагниченного учаcTKR за пределами нама гничивающей катушки.

)613940

Составитель Л. Крюкова

Редактор Т.ПарАенова Техред Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Заказ 3889 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101