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磁粉探傷中實(shí)心圓柱體工件與空心鋼管類(lèi)工件形成磁場(chǎng)分別
在磁粉探傷中,我們常使用連續法來(lái)檢測實(shí)心圓柱體工件與空心鋼管類(lèi)工件的表面及近表面5mm深細微裂痕的缺陷檢測,針對兩種不同的工件,我們針對實(shí)心圓柱體工件選用磁化電極夾持兩端的方式來(lái)進(jìn)行通電檢測;針對鋼管類(lèi)工件選用芯棒法來(lái)貫穿通電檢測;有電流通過(guò)的導體內部和周?chē)即嬖谥?zhù)磁場(chǎng),這種現象稱(chēng)為電流的磁效應。那么這兩種類(lèi)型的工件在通電狀態(tài)下產(chǎn)生磁場(chǎng)是什么樣的呢?
1、圓柱體
當電流通過(guò)實(shí)心圓柱體工件時(shí),產(chǎn)生的磁場(chǎng)是以導體中心軸線(xiàn)為圓心的同心圓,如下圖所示,在半徑相等的同心圓上,磁場(chǎng)強度相等。
我們知道磁場(chǎng)的方向與電流的方向有關(guān),當導體中的電流方向改變時(shí),磁場(chǎng)的方向也隨之改變。通電實(shí)心圓柱體導體中磁場(chǎng)的方向可用右手螺旋定則確定。
由于通電圓柱體外形規整,圓周對稱(chēng),其圓柱體內部的磁場(chǎng)強度可以利用安培環(huán)路定理推導,外表面磁場(chǎng)強度H=I/(2πR),其中I為通電電流強度,單位為A,R為圓柱體的半徑,單位為m。
通電圓柱體外部也會(huì )因通電電流而產(chǎn)生磁場(chǎng)強度,假設實(shí)心距圓柱體中軸線(xiàn)r處,其磁場(chǎng)強度為H=I/(2πr),其磁場(chǎng)強度H與電流強度I成正比,與實(shí)心圓柱體中軸線(xiàn)的距離成反比。
通過(guò)以上推導,我們就可以利用上述公式推出每次磁化實(shí)心圓柱體時(shí)表面在特定磁場(chǎng)強度下所需要的磁化電流,圓柱體的磁場(chǎng)分布如下圖所示:
在不同的磁化電流導致的圓柱體產(chǎn)生的磁化電流也是不同的,具體參照后續實(shí)心圓柱體交流或直流磁化區別。
鋼管
當電流通過(guò)空心鋼管類(lèi)工件時(shí),產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與圓柱體工件相同,由于空心鋼管類(lèi)內部為空心,根據安培環(huán)路定則,內部空心部分電流為零,則推導出磁場(chǎng)強度為零,其內表面的磁場(chǎng)強度也是為零的,所以空心鋼管類(lèi)內壁的缺陷檢測不適用直接通電法的磁粉檢測,對于內壁厚為r1,外壁厚為r2,r=r1+r2的鋼管,其外表面磁場(chǎng)強度為H=I/(2πr),空心鋼管類(lèi)的磁場(chǎng)分布如下圖所示:
通過(guò)上面的推導,我們可以在檢測實(shí)心圓柱體工件和空心鋼管類(lèi)工件時(shí),利用上述推導計算出相應需要的磁化電流,以便我們在磁粉探傷機和磁粉探傷儀中利用無(wú)極調節旋鈕進(jìn)行調節,使磁化電流值符合要求,防止出現過(guò)電流打火的情況,也防止出現欠電流磁化不充分,無(wú)法全檢出缺陷的情況。
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