Неразрушающие методы контроля. Каневский И.Н - 104 стр.

у диамагнетиков xm < 0, у парамагнетиков xm > 0, у ферро-                 Плотность вихревых токов максимальна на поверхности и с
магнетиков xm >> 0 (составляет десятки тысяч).                       удалением от поверхности амплитуда В и Н убывает по экспонен-
       Для ферромагнетиков характерно отсутствие линейных            циальному закону вида Н = H exp(–kz) , где Нz – амплитуда
                                                                                               z      0
зависимостей магнитного состояния вещества от напряженности
магнитного поля. На рис.4 представлены зависимости относитель-       напряженности магнитного поля на некотором расстоянии z от
ной дифференциальной проницаемости µ d и магнитной индукции          поверхности изделия; Нz(0)=H0; k – коэффициент затухания, м-1.
В от напряженности поля Н для ферромагнитного тела.                       Для приближенной оценки глубины проникновения электро-
       Наилучшими условиями выявления дефектов являются              магнитного поля можно использовать формулу для плоской волны
такие, при которых проницаемость µ мала, а индукция В велика.        z = 1 πfµ a σ , где мa = limB /(м0H) – абсолютная магнитная
Такое магнитное состояние может быть достигнуто при магнитных                                 Н→ 0
                                                                     проницаемость.
полях, напряженность которых превышает Н µ dmax, т.е. на убываю-            По мере увеличения частоты f, электрической проводимости
щем участке кривой µ d(Н). Если точка Р оказывается слева от точки   σ и магнитной проницаемости уменьшается глубина проник-
µ dmax, то уменьшение поперечного сечения металла за счет дефектаа   новения электромагнитного поля. Фактически высокочастотные
вызовет увеличение магнитной индукции, а также может привести        электромагнитные поля распространяются в тонком поверхност-
к более высокой магнитной проницаемости, в результате чего дефект    ном слое, а в глубине ферромагнетика они пренебрежимо малы.
может быть не обнаружен.                                             Это явление носит название скин-эффекта. Вследствие этого при
       Магнитные свойства железа и его сплавов могут меняться в      намагничивании переменным магнитным полем не удается
широких пределах в зависимости от структуры, фазового состава,       обнаружить подповерхностные дефекты (глубже 2-4 мм), которые
величины зерна металла, величины пластической деформации и           уверенно выявляются при работе в постоянном магнитном поле.
т.д. Для намагничивания безуглеродистых сплавов железа,              Переменное магнитное поле обычно создают с помощью катушек
аустенитных сталей требуются большие намагничивающие поля            (соленоидов), питаемых переменным током.
(до 1 000 000 А/м). Для обычных конструкционных сталей магнит-              Обнаружение дефектов при МНК. Магнитный поток,
ное насыщение достигается при полях напряженностью около             распространяясь по изделию и встречая на своем пути препятствие
100 000А/м. Определяя изменение магнитных характеристик ста-         в виде поверхностного дефекта, огибает его, так как магнитная
лей, можно установить количественное соотношение фаз, содержа-       проницаемость дефекта значительно ниже (в тысячи раз) магнит-
ние аустенита, феррита, исследовать состояние сталей после           ной проницаемости основного металла. Часть магнитных силовых
термообработки, прокатки, сварки.                                    линий обрывается на одной грани дефекта и снова начинается на
       Особенности переменного магнитного поля. При внесе-           другой (рис. 5, а). Один конец каждой линии можно рассматривать
нии ферромагнетика в переменное поле в нем возникают вихревые        как некоторый положительный магнитный заряд, а другой конец
токи, создающие свое собственное электромагнитное поле.              – как отрицательный магнитный заряд. Каждый магнитный заряд
Вихревые токи по правилу Ленца стремятся противодействовать          создает магнитное поле, направленное из него как из центра. Сум-
изменению внешнего поля. Это в отличие от постоянного поля           марное поле магнитных зарядов Hd называют полем дефекта. Поле
приводит к неравномерному распределению индукции и напряжен-         Hd имеет сосредоточенный характер, поэтому результирующее поле,
ности магнитного поля, а также электрического поля по сечению        состоящее из внешнего намагничивающего поля H0 и поля дефекта
образца.                                                             Hd, становится неоднородным.


                               206                                                                   207