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以管材、棒材為樣例工件分析探傷機直接通電法
磁粉探傷機直接通電法在工件內的磁場(chǎng)分布與工件的形狀有關(guān),這里以管材、棒材為典型工件進(jìn)行分析。一半徑為R的長(cháng)圓柱導體(棒材),其磁導率為μ,宏旭探傷機制造有限公司技術(shù)科采用CEW-2000型交直流磁粉探傷機(以下簡(jiǎn)稱(chēng)探傷機)進(jìn)行磁化檢測試驗。
當探傷機通一直流電I時(shí),該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)是以工件軸線(xiàn)為圓心、垂直于工件軸心面內的一簇簇同心圓。利用安培環(huán)路定理
∮H?dι=I
可求得導體內外的磁場(chǎng)強度H為
H= |
Ir |
(r≤R) |
2πr |
H= |
I |
(r>R) |
2πr |
式中,r表示研究空間內任意點(diǎn)至軸線(xiàn)的距離。
磁感應強度B可表達為:
B= |
μIr |
(r≤R) |
2πR2 |
B= |
μ0I |
(r>R) |
2πr |
式中μ0為真空磁導率。www.coinbucks.top
圖1 - 1是鋼棒內外磁場(chǎng)、磁感應強度沿直徑方向的分布圖。
1一直流;2—交流
由圖可見(jiàn),在鋼棒中心,H和B都為零,隨r的增大,H和B呈線(xiàn)性增大,在工件表面(鋼材側)達到最大。由于磁感應強度B在分界面處切向分量不連續,所以r=R處空氣一側,B突然下降了μr倍,而H不存在這一突變。當r>R時(shí),H和B隨r的增大呈反比例減小。
當探傷機對鋼棒通交流電磁化時(shí),由于趨膚效應,電流密度表層大,隨著(zhù)深入鋼棒內部衰減顯著(zhù),所以磁場(chǎng)H和磁感應強度B在工件內部不是線(xiàn)性變化,而是如圖中曲線(xiàn)2所示,進(jìn)入工件后,兩者都迅速衰減。
探傷機對于管件進(jìn)行直接通電,其磁場(chǎng)的方向與棒材一致,但在磁場(chǎng)分布上,兩者是有差別的。設管內、外半徑分別為R1、R2,磁導率為μ通直流電磁化,由安培環(huán)路定理得
H=0 (r<R1)
H= |
I(r2-R21) |
(R1≤r≤R2) |
2πR2 |
H= |
I |
(r>R2) |
2π |
由表達式可見(jiàn),鋼管在直接通電時(shí),鋼管內壁磁場(chǎng)為零,若內表面有缺陷將難以檢出。
磁粉探傷機采用直接通電法磁化工件,應注意工件與電極之間接觸良好,有較大的導電接觸面,否則,容易局部燒傷工件,尤其是薄壁管一類(lèi)的工件。
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