Расчет режима магнитопорошкового контроля

   Государственное образовательное учреждение

   высшего профессионального образования 

   «Национальный исследовательский 

   Томский политехнический университет» 
 
 
 
 
 
 

   Институт  неразрушающего контроля

   Кафедра: Физических методов и приборов контроля качества

   Направление (специальность): Управление качеством 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Индивидуальное  домашнее задание №2

   Расчет  режима магнитопорошкового контроля

   Вариант №2 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Выполнила студентка гр.1070:

   Барсукова Надежда Борисовна 

   Проверил  доцент кафедры ФМПК:

   Толмачев  И.И.  
 
 
 
 
 
 
 
 

    

    

   Томск 2010

   Задание: необходимо обнаружить нарушения  сплошности магнитопорошковым методом в детали в виде полого цилиндра.

   Дано:

   1 Длина цилиндра L_ц =200 мм;

   2. Наружный диаметр d=34 мм;

   3. Внутренний диаметр d_вн=26 мм;

   4. Марка стали: 25ХГСА;

   5. Шероховатость поверхности детали  – Rz=20.

   6. Коэрцитивная сила Н_с=1120 А/м

   7. Остаточная индукция Вr=1,12 Тл

   8. Напряженность Н_S, необходимая для получения технического насыщения, = 6000 А/м

   Порядок расчета:

   1. Поскольку ориентация ожидаемых  дефектов не задана, необходимо  намагничивать деталь в двух  взаимно перпендикулярных направлениях.

   2. Определяем способ контроля.

   Существуют  три условных уровня чувствительности со следующими размерами выявляемых дефектов.

   Таблица 1

 

   По  следующему графику (Рисунок 1) определяем условный уровень чувствительности для марки стали - 25ХГСА.

   

   Рисунок 1. График определения чувствительности при  контроле СОН

   А, Б, В -условные уровни чувствительности.

   Коэрцитивная сила Н_с=1120 А/м; остаточная индукция Вr=1,12 Тл.

   При заданных значениях Н_с и Вr точка на графике находится на кривой В. Можно сделать вывод, что для данной марки стали - 25ХГСА необходимо перейти к расчету режима приложенного поля. Т.к шероховатость поверхности детали Rz=20, то это обеспечивает уровень чувствительности Б.

   Напряженность поля H_пр для контроля по режиму Б: 

   3. Рассчитываем ток циркулярного намагничивания. 

   I_ц - ток через стержень, А;

   H_пр - напряженность поля на поверхности детали, А/м;

   d - наружный диаметр, м. 

   4. Рассчитываем напряженность поля в устройстве для продольного намагничивания. Чаще всего таким устройством является соленоид. Прежде необходимо проверить, позволяют ли размеры детали проводить контроль в соленоиде постоянного тока. Для этого отношение длины контролируемой детали к ее эквивалентному диаметру должно быть около 25 или больше.

   Рассчитываем площадь поперечного сечения детали: 

   Эквивалентный диаметр: 
 

   От сюда следует, что за счет влияния размагничивающего фактора истинное значение напряженности поля на поверхности детали окажется ниже, что снизит чувствительность контроля. Для обеспечения требуемой чувствительности контроля при расчетном значении напряженности поля необходимо выполнить условие:  

   Если  торцы объекта контроля ровные и  хорошо обработаны, то можно помещать внутрь соленоида две или более  таких же деталей, плотно прижатых торцами, при этом в несколько раз увеличивается отношение L_ц/d_экв.  
 

   Берем длину цилиндра

   Расчет напряженности поля в центре соленоида:  

   W- число витков соленоида,

   I - ток в соленоиде, А;

   L_c- длина соленоида, м.

   Зная  необходимые значения напряженности  поля и длины соленоида, при количестве витков W=1000, можно определить необходимый ток в соленоиде.