Спосіб визначення місць локального деградування феромагнітних матеріалів

Спосіб визначення місць локального деградування феромагнітних матеріалів, який полягає у збудженні та реєструванні пружних хвиль первинним перетворювачем, що встановлений на об'ємі C2 2 (19) 1 3 Спосіб визначення місць локального деградування феромагнітних матеріалів полягає в тому, що на елемент конструкції локально діють зовнішнім магнітним полем, яке викликає стрибкоподібне зміщення доменних стінок (ефект Баркгаузена) під час намагнічення. Це явище супроводжується поширенням пружних хвиль АЕ у феромагнетику так званої магнітопружної АЕ (МАЕ) [4]. Вона генеруються з амплітудами, які пропорційні напруженості зовнішнього магнітного поля, глибині його проникнення у феромагнетик, а також об'ємові, що намагнічується. Внаслідок деградування феромагнітних матеріалів суттєво змінюється їх структурна будова, що призводить і до змін доменної структури. А це значить, що змінюється і величина стрибка доменної стінки під час намагнічення здеградованого феромагнетика. Таким чином, якщо на ділянки феромагнітного матеріалу ОК чи елемента конструкції, де є місця різної деградованості матеріалу, що найхарактерніше для випадку довготривалого їх експлуатування (особливо у воденьвмісних середовищах), подіяти зовнішнім магнітним полем, то за однакової його напруженості, відстані, з якої проводиться намагнічення, а також швидкості зміни магнітного потоку, яким намагнічують різні локальні ділянки феромагнетика, можна отримати різні значення амплітуд сигналів МАЕ у залежності від ступеню деградованості цих місць у феромагнетику. Як випливає із викладеного, для здійснення запропонованого способу не потрібно додаткової механічної обробки поверхні, він не залежить від форми поверхні контролю, а також не вимагає прикладання додаткових навантажень чи деформацій. Це суттєво здешевлює проведення діагностичних робіт і підвищує їх технологічність, а також не несе загрози виникнення додаткових пошкоджень та провокування розвитку тріщин. На Фіг.1 показано структурну схему виконання способу, а на Фіг.2 та Фіг.3 - зміну амплітуд сигналів магнітопружної емісії від зміни структури феромагнетика та впливу наводнення, відповідно. Спосіб виконують так. На елементі конструкції із феромагнітного матеріалу встановлюють в довільному місці первинний перетворювач пружних хвиль МАЕ 1 (Фіг.1). На деякій максимальній відстані від нього, що визначається чутливістю первинного перетворювача, збуджують МАЕ шляхом намагнічення локальних областей елемента конструкції сканером 2, який генерує змінне магнітне поле напруженості Н. Частота зміни магнітного поля задається з генератора 3, а його необхідна величина забезпечується підсилювачем 4. У місцях, де деградування феромагнітного матеріалу відсутнє, отримують імпульси МАЕ з амплітудами А0, яка вимірюється на виході первинного перетворювача 1 за допомогою попереднього підсилювача пружних хвиль 5 та приладу реєстрування МАЕ 6. Переміщуючи сканер над поверхнею фе 92941 4 ромагнітного елемента конструкції, порівнюють зміну значень амплітуди А0 з урахуванням попередньо встановленого для даного феромагнітного матеріалу коефіцієнта замикання пружних хвиль у залежності від відстані їх проходження. У випадку, коли магнітне поле сканера 2 попадає на місця локальної пошкодженості феромагнетика (зони І, II, III), на виході первинного перетворювача 1 фіксують зміну ΔА0і амплітуд магнітопружної АЕ, яка визначається як різниця амплітуд: ΔA01=А0-А1; ΔА02=A0-А2, ΔА03=А0-А3 тощо і свідчить про деградованість у цих місцях структури феромагнітного конструкційного матеріалу. Маючи попередньо встановлені у лабораторних умовах криві залежності А0 від віддалі проходження пружних хвиль магнітопружної АЕ у здеградованому і вихідному (нездеградованому) феромагнітних матеріалах, а також у матеріалах різного ступеню пошкодженості, можна судити про ступінь їх деградування за величиною ΔА0. Про високу чутливість запропонованого способу свідчать результати випробування пластин товщиною 0,2мм зі сталі 30, які піддавали впливові наводнення (Фіг.2) і температурного чинника (Фіг.3). Випробовували пластини з матеріалу, що мав стан поставки; після відпалу, а також для випадку, коли цю ж пластину у вихідному стані наводнювали у середовищі газоподібного водню. Криві 1 на Фіг.2 і Фіг.3 показують залежність амплітуд сигналів магнітопружної АЕ від напруженості прикладеного магнітного поля з частотою перемагнічення 50 Гц до пластини розмірами 20×180×0,2мм3 у вихідному стані, а криві 2 - аналогічні залежності для наводненої (Фіг.2) та відпаленої (Фіг.3) пластин. Таким чином, результати експериментів підтверджують ефективність і високу чутливість способу. Список літературних джерел: 1. Механіка руйнування і міцність матеріалів. Довідниковий посібник. / Назарчук З.Т., Кошовий В.В., Скальський В.Р. та ін. // Під заг. ред. В.В.Панасюка. т.5 Неруйнівний контроль і технічна діагностика. / Під ред. З.Т. Назарчука. - Львів: ФМІ, 2001. - 1134с. 2. Національний стандарт України ДСТУ 42272003. Настанови щодо проведення акустикоемісійного діагностування об'єктів підвищеної небезпеки. - Чиннний від 2003 - 12 - 01. 3. Скальський В.Р., Коваль П.М. Акустична емісія під час руйнування матеріалів, виробів і конструкцій. Методологічні аспекти відбору та обробки інформації. - Львів: Сполом, 2005. - 396с. 4. Горкунов Э.С., Дрогошанский Ю.Н., Миховски М. Эффект Баркгаузена и его использование в структуроскопии ферромагнитных материалов. Обзоры 1-3 // Дефектоскопия. - 1999. - №6. - С.323; №7. - С.3-32; №8. - С.3-25. 5 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 92941 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601