МАГНИТОМЕТР ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИЙ МФ-23ИМ

Мужицкий В.Ф., Бакунов А.С., Кудрявцев Д.А. (ЗАО «НИИИН МНПО «СПЕКТР»)

Одним из методов неразрушающего контроля для выявления нарушений сплошности в изделиях является магнитопорошковый метод с использованием в качестве индикатора магнитного порошка. При намагничивании изделия после нанесения на его поверхность магнитного порошка над дефектами происходит осаждение частиц порошка. По этому осаждению – индикаторному рисунку определяют наличие дефектов. Для проведения намагничивания изделия необходимо контролировать и поддерживать заданный уровень намагниченности. Кроме намагничивания при магнитном контроле детали могут намагничиваться при электродуговой сварке, при случайном контакте с постоянным магнитом или электромагнитом, при близком нахождении аппарата от места грозового разряда. Магнитные поля намагниченных деталей могут вызвать нежелательные последствия [1]. В связи с возможными нежелательными последствиями применения таких деталей возникает необходимость проверки уровня их намагниченности, а при превышении допустимого порогового значения намагниченности детали размагничивают и проверяют качество их размагничивания.

В России и за рубежом выпускается достаточно большой модельный ряд магнитометров и измерителей магнитной индукции, обладающих при известных достоинствах и определенными недостатками. Одним из главных недостатков всех магнитометров является невозможность отображения формы импульса магнитного поля. Возможность графического отображения импульса магнитного поля важна в магнитопорошковой дефектоскопии, так как многие магнитопорошковые дефектоскопы имеют трансформаторный выход, недостаток которого связан с образованием отрицательного выброса тока (при создании в детали остаточной намагниченности), который частично или полностью может размагнитить деталь [2]. Поэтому при контроле способом остаточной намагниченности необходимо контролировать не только наличие намагничивающего поля, но и форму его импульсов.

Для решения этой проблемы в ЗАО “НИИИН МНПО “Спектр” был разработан новый магнитометр дефектоскопический МФ-23ИМ [3]. Общий вид магнитометра приведен на рис. 1.

Магнитометр дефектоскопический МФ-23ИМ предназначен для измерения напряженности и индукции постоянных, переменных (промышленной частоты) и импульсных магнитных полей при неразрушающем контроле ферромагнитных изделий магнитопорошковым методом. Для импульсных магнитных полей измеряется амплитудное значение, а для переменных магнитных полей измеряется как амплитудное, так и среднее значение напряженности или индукции.

Рис. 1 Внешний вид магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ

1- индикатор, 2-кнопка выключателя питания, 3- кнопка включения подсветки индикатора, 4,5- кнопки перебора режима работы или величины используемых констант, или поддиапазона измерений параметров импульсных магнитных полей, или зоны встроенной памяти, 6- кнопка включения и выключения меню, 7- кнопка ввода, 8-разъем для подключения преобразователей, 9- окно инфракрасного канала связи магнитометра с персональным компьютером, 10- преобразователь Холла, 11- рабочая грань преобразователя,12- кристалл преобразователя Холла, 13- торцовая (рабочая) грань преобразователя, 14- защитный колпачок

Основные характеристики магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Технические характеристики магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ

Магнитометр дефектоскопический МФ-23ИМ обладает большим диапазоном измерения индукции постоянных, переменных и импульсных магнитных полей, превышая по данному параметру большинство зарубежных аналогов, обеспечивая при этом во всем диапазоне измерений достаточно малую погрешность измерений. Российские аналоги способны обеспечить подобную погрешность на значительно меньшем диапазоне измерений, например измеритель магнитной индукции ИМП-2 имеет верхний предел диапазона измерений лишь 100 мТл.

Одним из основных достоинств магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ является наличие 2 режимов индикации измерений – цифрового в единицах измеряемой величины напряженности (А/см) или индукции (мТл) магнитного поля, или цифрового + графического (кроме измерения параметров постоянных магнитных полей). Возможность графического отображения формы сигнала особенно важна для контроля отсутствия паразитных размагничивающих импульсов при проведении импульсного намагничивания деталей, когда из-за отрицательного выброса тока в конце цикла намагничивания возможен паразитный размагничивающий импульс, что негативно отразится на уровне итоговой намагниченности детали вплоть до полного ее размагничивания. Пример импульсного намагничивающего поля с недопустимым размагничивающим импульсом приведен на рис. 2а. После прохождения такого размагничивающего импульса изделие не будет намагничено до необходимого уровня и потребуется повторное намагничивание. На рис. 2б приведено графическое отображение импульсного намагничивающего поля с небольшим размагничивающим импульсом, не оказывающим существенного влияния на уровень итоговой намагниченности. В результате изделие намагнитится до необходимого уровня.

Рис.2. Импульсное намагничивающее поле:

а - с недопустимым размагничивающим импульсом;

б- с допустимым размагничивающим импульсом.

Магнитометры с цифровой индикацией (например, ИМП-2) покажут лишь амплитуду намагничивающих импульсов, а наличие размагничивающего импульса они не заметят и никак не отобразят. Магнитометр дефектоскопический МФ-23ИМ в режиме графической индикации позволит обнаружить наличие размагничивающего импульса, отобразив его форму и амплитуду на графическом дисплее, в результате чего может быть своевременно проведено повторное намагничивание детали. В графическом режиме имеется возможность выбора длительности развертки для удобного графического представления формы импульса магнитного поля. При этом магнитометр позволяет измерять импульсы с очень малой длительностью – от 1 мс. Ни один из известных отечественных и зарубежных аналогов не имеет подобной возможности визуализации импульса магнитного поля.

В комплект поставки магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ входят 2 преобразователя. Выбор нужного преобразователя определяется удобством доступа к поверхности, у которой надо произвести измерение тангенциальной составляющей напряженности или индукции магнитного поля (см. рис. 3): преобразователь 1 необходим там, где есть доступ к точке замера только вдоль плоскости изделия, преобразователь 2 - где есть доступ к точке замера только ортогонально плоскости изделия. В остальных случаях выбор преобразователя произволен.

Рис.3. Расположение преобразователей при измерении тангенциальной составляющей напряженности или индукции магнитного поля

Все преобразователи магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ имеют гарантированный зазор от центра преобразователя Холла до контролируемой поверхности не более 0,6 мм, обладают большой механической прочностью и упругостью, что позволяет легко прижимать преобразователь к контролируемой поверхности и удерживать его в необходимом для измерения положении. Длина любого кабеля преобразователя магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ составляет 1,5 м, что позволяет измерить магнитную индукцию на большом удалении от электронного блока (например, в труднодоступных местах).

Корпус электронного блока магнитометра сделан из прочного алюминиевого сплава, что позволяет обеспечить электромагнитную защиту от воздействия магнитных и электромагнитных полей на электронный блок.

Магнитометр дефектоскопический МФ-23ИМ работает в диапазоне температур от –10^ОС до +40^ОС, что особенно важно при работе на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях. Большинство аналогичных магнитометров имеют гораздо более высокую минимальную рабочую температуру (например, для измерителя ИМП-2 эта температура равна +10^ОС).

Индикатор магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ имеет подсветку для работы в условиях плохой освещенности.

Еще одной важной особенностью магнитометра дефектоскопического МФ-23ИМ является встроенная память для сохранения результатов измерения индукции и связь с компьютером по ИК-порту для сохранения всех результатов на жестком диске, что важно для документирования результатов измерения и последующей их обработки.

Магнитометр дефектоскопический МФ-23ИМ зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под № 20106-00 и допущен к применению в РФ.

Литература

1.                 Шелихов Г.С. Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов. – М.: Научно-технический центр “Эксперт”, 1995, с. 88.

2.                 Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник. Под ред. В.В. Клюева. – М.: Машиностроение, 1995, с. 247.

3.                 Бакунов А.С., Курозаев В.П., Мужицкий В.Ф., Самокрутов А.А. Магнитометр дефектоскопический. Патент №2193190, опубл. в Б. И. №32, 2002.