Способ размагничивания судов с ферромагнитным корпусом

Изобретение относится к области судостроения, в частности к размагничиванию судов с ферромагнитными корпусами, и касается вопросов определения оптимальных параметров цикла электромагнитной обработки (ЭМО). В заявленном способе размагничивания судов с ферромагнитными корпусами для ЭМО используют циклы, импульсы в которых имеют синусоидальную форму, а частота размагничивающего поля выбирается из условия достижения на внутренней поверхности корпуса ослабления размагничивающего поля не более, чем 50%. Для этого частоту f синусоидального размагничивающего поля устанавливают в соответствии с формулой: f=0,5(πd2µσ)-1, где d - толщина корпуса судна, µ - абсолютная магнитная проницаемость материала корпуса, σ - удельная электропроводимость. Предлагаемый способ позволяет снизить энергопотребление и повысить качество электромагнитной обработки. 1 ил.

 

Изобретение относится к области размагничивания судов с ферромагнитным корпусом и касается вопросов формирования токов в размагничивающей обмотке.

После постройки судна с ферромагнитным корпусом необходимо провести электромагнитную обработку (ЭМО) судна с целью уменьшения построечных остаточных намагничений и стабилизации достигнутого магнитного состояния.

Для этой цели снаружи корпуса судна размещается соленоидальная размагничивающая обмотка, в которую подается последовательность знакопеременных импульсов тока, образующих цикл (ЭМО) и создающих размагничивающее поле в ферромагнитном корпусе судна.

Известен цикл ЭМО, состоящий из последовательности одиночных импульсов, отстоящих друг от друга на значительные временные промежутки (авторское свидетельство №1374293, СССР, 1988 г.). Во время пауз между импульсами (временных промежутков) производятся измерения внешнего магнитного поля, по полученным результатам измерения расчетным путем определяют параметры следующего импульса данного цикла.

Данному способу присущи существенные недостатки:

- очень большая продолжительность цикла ЭМО, которая может превышать продолжительность рабочей смены,

- зависимость результатов обработки от влияния неизбежных погрешностей, вызванных очень большим объемом результатов измерений (вероятность появления ошибки увеличивается при увеличении объема измерений).

Более совершенный способ размагничивания судов, основанный на использовании цикла трапецеидальных импульсов и принятый за прототип, изложен в книге Н.Д. Богачевой «Физика и технология размагничивания» - СПб.: Механобр, 1997, с. 70.

Цикл ЭМО в этом техническом решении образуют совокупностью знакопеременных убывающих по величине трапецеидальных импульсов.

Существенным является то, что при проведении ЭМО представляется реальная возможность формировать только импульсы напряжения, подаваемого в обмотку размагничивания. Если обмотка представляет собой только активное сопротивление, то форма импульсов тока будет при любых условиях соответствовать импульсам напряжения.

Если в нагрузке будет присутствовать индуктивная составляющая (а это - неизбежно), то импульс тока будет точно соответствовать импульсу напряжения только при синусоидальном законе изменения напряжения. В этом случае импульс не деформируется, а изменяется его амплитуда и сдвигается фаза.

Использование импульсов напряжения трапецеидальной формы практически лишает возможности управлять величиной и формой импульса тока, а следовательно, и поля. Это является существенным недостатком прототипа.

При использовании синусоидальных импульсов необходимо определить оптимальную частоту переменного размагничивающего поля. При этом нужно учитывать «поверхностный эффект». Поверхностный эффект рассматривают как зависящий от частоты результат затухания электромагнитной волны, проникшей в проводник из окружающего диэлектрика.

В случае действия плоской синусоидальной волны в однородной среде амплитуды напряженности внешнего магнитного поля Ho затухают в толще материала, помещенного в эту среду, по экспоненциальному закону:

H=Hoe-λх,

где λ=(πfµσ)0,5,

H - величина напряженности магнитного поля в толще материала,

f - частота,

µ - абсолютная магнитная проницаемость,

σ - электропроводность,

x - координата измерения глубины.

Если x=xo-1, то на этой глубине амплитуда внешнего поля уменьшается в «e» раз (e=2,72). Эта глубина xo обычно называется глубиной проникновения. Если она равна толщине материала, то на внутренней поверхности корпуса от внешнего поля остается лишь 37%. Такое ослабление (более чем в 2 раза) в значительной мере снижает качество размагничивания, поэтому необходимо увеличивать амплитуду внешнего поля. Альтернативой этой операции является уменьшение частоты внешнего поля.

Анализ экспериментальных данных позволяет утверждать, что ослабление поля на внутренней поверхности размагничиваемого объекта в процессе ЭМО не должно быть более чем в два раза. Это достигается в случаях, когда толщина корпуса не превосходит 70% от глубины проникновения магнитного поля для его материала (xo), определенной по приведенной выше формуле.

Задачей изобретения является повышение качества размагничивания и уменьшение потребляемой электроэнергии при проведении ЭМО путем снижения частоты используемого для обработки переменного магнитного поля.

Выполнение поставленной задачи достигается тем, что в способе размагничивания судов с ферромагнитными корпусами для ЭМО используют циклы, импульсы в которых имеют синусоидальную форму, а частота размагничивающего поля выбирается из условия достижения на внутренней поверхности корпуса ослабления поля не более чем на 50%.

Для этого величину максимально допустимой частоты синусоидального размагничивающего поля определяют и устанавливают в соответствии с формулой:

f=0,5(πd2µσ)-1.

В качестве примера может быть определена максимально допустимая частота при следующих исходных данных: толщина корпуса судна d=0,04 м, σ=107 (Ом·м), µ=800π 10-7 Гн/м,

f=0,04 Гц.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображены графики изменения напряженности внешнего магнитного поля при проникновении его в материал корпуса. Кривая H1 показывает изменение (затухание) напряженности внешнего магнитного поля при рекомендуемой по предложенному способу частоте, а кривая H2 - при большей частоте.

Предлагаемый способ позволяет существенно снизить энергопотребление при проведении ЭМО и повысить ее качество.

Способ размагничивания судов с ферромагнитным корпусом, включающий в себя воздействие на судно последовательности знакопеременных затухающих по величине импульсов внешнего магнитного поля, отличающийся тем, что используют импульсы синусоидальной формы, частота которых определяется по формуле
f=0,5(πd2µσ)-1,
где f - частота изменения внешнего поля,
d - толщина корпуса судна,
µ - абсолютная магнитная проницаемость материала корпуса,
σ - удельная электропроводимость.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к намагничивающему устройству для магнитно-порошкового контроля колес. Технический результат состоит в повышении плотности магнитного потока.

Изобретение относится к способам для размагничивания рельсов. Способ устранения остаточной неравномерной намагниченности рельсов заключается в том, что на размагничивающей установке устанавливают одновременно два электромагнита, включенных разнополюсно.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для создания вращательного движения механической системы на постоянном токе. Технический результат - создание магнитного двигателя постоянного тока с использованием косокруговой конфигурации ротор-статорного или ротор-роторного магнитных полей (в зависимости от конструктивного исполнения).

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам. Технический результат состоит в упрощении намагничивания.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при исследовании физической природы так называемого магнитного трения и его связи с магнитной восприимчивостью ферромагнетика, помещенного в изменяющееся внешнее магнитное поле.

Изобретение относится к электротехнике, к первичным источникам электроэнергии. Технический результат состоит в обеспечении полного промагничивания намагничиваемых элементов в радиальном направлении и повышении тем самым их магнитных характеристик.

Изобретение относится к электротехнике, к размагничиванию магнитных контуров индуктивности части объема веществ или полного объема, характеризуемого потерей магнитного момента.

Изобретение относится к электротехнике, к средствам для использования эффекта сверхпроводимости, и может быть использовано в установках для активации высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП).

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты подводного или надводного объекта, в частности к автоматическим регуляторам его магнитного поля. Автоматический регулятор магнитного поля подводного или надводного объекта включает блок приема сигналов от датчиков его магнитного поля, от навигационного комплекса и сигналов о токах компенсаторов магнитного поля объекта, блок формирования алгоритма управления системы автоматического управления магнитным полем объекта, блоки управления компенсаторами магнитного поля объекта и блок распределения сигналов управления эффективностью компенсаторов магнитного поля объекта.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, к способу размагничивания рельсового изолирующего стыка. Согласно способу размагничивания рельсового изолирующего стыка объект подвергают воздействию магнитного поля, возбуждаемого индуктором, обмотка которого подключена к блоку конденсаторов.

Изобретение относится к области размагничивания кораблей и может быть использовано для питания рабочих обмоток размагничивания с установкой на судах размагничивания и на береговых станциях размагничивания взамен используемых в настоящее время электромеханических систем.

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты надводного или подводного объекта. Маневренный стенд для измерения и настройки магнитного поля надводного или подводного объекта включает измерительные датчики магнитного поля, устройства определения их координат для передачи сигналов с датчиков на стенд или надводный или подводный объект.

Изобретение относится к размагничиванию подводных объектов и касается вопросов компенсации вертикальной составляющей магнитного поля Земли в процессе настройки бортовых систем контроля, в том числе самоконтроля, магнитного поля подводных объектов.

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты подводного или надводного объекта, в частности к автоматическим регуляторам его магнитного поля. Автоматический регулятор магнитного поля подводного или надводного объекта включает блок приема сигналов от датчиков его магнитного поля, от навигационного комплекса и сигналов о токах компенсаторов магнитного поля объекта, блок формирования алгоритма управления системы автоматического управления магнитным полем объекта, блоки управления компенсаторами магнитного поля объекта и блок распределения сигналов управления эффективностью компенсаторов магнитного поля объекта.

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты надводного (подводного) объекта, в частности к регуляторам магнитного поля объекта. .

Изобретение относится к технике размагничивания судов и касается вопросов настройки многодатчиковых систем управления магнитным полем, обеспечивающих минимизацию эксплуатационных изменений внешнего магнитного поля судна.

Изобретение относится к автоматическим регуляторам магнитного поля объекта. .

Изобретение относится к судостроению, в частности к защите судов от неконтактных магнитных мин. .

Изобретение относится к области размагничивания судов, в частности судов с ферромагнитным корпусом. Может быть использовано также для электромагнитной обработки вытянутых крупногабаритных ферромагнитных объектов машиностроения: валов, турбин и прочего оборудования. Предложен способ размагничивания судна с ферромагнитным корпусом, основанный на электромагнитной обработке корпуса судна в скомпенсированном магнитном поле Земли посредством знакопеременного магнитного поля, создаваемого рабочей обмоткой, в котором перемещение судна через рабочую обмотку или перемещение рабочей обмотки вдоль продольной оси судна осуществляют на расстояние, не превышающее длину судна, при этом перед началом перемещения интенсивность знакопеременного магнитного поля плавно повышают от нулевой до максимальной интенсивности, в процессе перемещения интенсивность знакопеременного магнитного поля поддерживают максимальной и неизменной, а после завершения перемещения интенсивность знакопеременного магнитного поля плавно снижают до нулевой интенсивности. Предлагаемый способ позволяет уменьшить трудоемкость работ по размагничиванию судна с ферромагнитным корпусом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к размагничиванию судов с ферромагнитными корпусами, и касается вопросов определения оптимальных параметров цикла электромагнитной обработки. В заявленном способе размагничивания судов с ферромагнитными корпусами для ЭМО используют циклы, импульсы в которых имеют синусоидальную форму, а частота размагничивающего поля выбирается из условия достижения на внутренней поверхности корпуса ослабления размагничивающего поля не более, чем 50. Для этого частоту f синусоидального размагничивающего поля устанавливают в соответствии с формулой: f0,5-1, где d - толщина корпуса судна, µ - абсолютная магнитная проницаемость материала корпуса, σ - удельная электропроводимость. Предлагаемый способ позволяет снизить энергопотребление и повысить качество электромагнитной обработки. 1 ил.

Наверх