Купить
Открытый доступ
Только для подписчиков
Анализ топографии магнитных полей рассеяния в ферромагнитных изделиях
Аннотация
Актуальная проблема неразрушающего контроля — измерение (или расчет) магнитных полей как внутри, так и снаружи ферромагнитных изделий. Определение параметров дефектов значительно усложняется тем, что исследуемые образцы могут быть изготовлены из различных марок стали. Кроме того, при расчете магнитных полей необходимо учитывать нелинейность зависимости намагниченности и магнитной проницаемости от магнитного поля. Вместе с тем компьютерное моделирование дает возможность исследовать магнитные поля вблизи дефектов различных форм, ориентаций и размеров. В данной работе представлены результаты анализа топографии магнитных полей дефектов, относящихся к трем классам: поверхностные дефекты (трещины), включения и дефекты типа продольного расслоения. Приведены отличительные признаки таких дефектов и алгоритм, с помощью которого и данных анализа магнитного поля рассеяния можно отнести дефект к тому или иному классу и подобрать в рамках этого класса подход для расчета его параметров. Предложена методика, основанная на нахождении экстремумов нормальной магнитной составляющей, для оценки направления наклона поверхностных дефектов и дефектов типа продольного расслоения в ферромагнитной пластине. Полученные результаты могут быть использованы при структурировании данных о полях дефектов различных классов и разработке на их основе программного обеспечения для измерительного оборудования (дефектоскопов и др.).
Об авторах
А. П. Новослугина
Институт физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН
Россия
Россия, 620108, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 18
Россия
Россия, 620108, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 18
Я. Г. Смородинский
Институт физики металлов имени М. Н. Михеева УрО РАН;
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина,
Россия
Россия
Россия, 620108, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 18
Россия, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Список литературы
1. Ферстер Ф. Неразрушающий контроль методом магнитных полей рассеяния. Теоретические и экспериментальные основы выявления поверхностных дефектов конечной и бесконечной глубины / Дефектоскопия. 1982. № 11. С. 3 – 25.
2. Пашагин А. И., Щербинин В. Е., Донской С. А. Исследование магнитных полей поверхностных дефектов при комбинированном намагничивании изделий / Дефектоскопия. 1983. № 2. С. 75 – 81.
3. Щербинин В. Е., Горкунов Э. С. Магнитный контроль качества материалов. — Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1996. — 264 с.
4. Черепанов А. А., Кротов Л. Н., Кротова Е. Л. Математическое моделирование определения геометрических параметров внутренних дефектов различных форм методом магнитной дефектоскопии / Перспективы науки. 2013. № 12(51). С. 60 – 63.
5. Кушнев А. В., Новиков В. А. Анализ моделей дефектов в теоретических исследованиях магнитных полей рассеяния, возникающих при намагничивании ферромагнитных объектов / Вестник белорусско-российского университета. 2014. № 1. С. 95 – 105.
6. Шур М. Л., Новослугина А. П., Смородинский Я. Г. Вопросы теории и расчета магнитостатических полей в ферромагнетиках / Дефектоскопия. 2014. № 7. С. 31 – 43.
7. Крапивский Е. И., Абакумов А. А., Венков Ю. А. Экспериментальное исследование магнитного поля рассеяния от дефектов трубопровода / Газовая промышленность. 2015. № 2(718). С. 64 – 66.
8. Дякин В. В., Кудряшова О. В., Раевский В. Я. Один подход к решению основного уравнения магнитостатики для случая неоднородных магнетиков / Теоретическая и математическая физика. 2016. Т. 187. № 1. С. 88 – 103.
9. Гобов Ю. Л., Никитин А. В., Попов С. Э. Решение обратной геометрической задачи магнитостатики для дефектов коррозии с учетом нелинейных свойств ферромагнетика / Дефектоскопия. 2018. № 12. С. 30 – 34.
10. Дякин В. В., Кудряшова О. В., Раевский В. Я. Поле рассеяния пластины с поверхностным дефектом в однородном внешнем поле / Дефектоскопия. 2018. № 12. С. 22 – 29.
11. Yan M., Udpa S., Mandayam S., Sun Y., Sacks P., Lord W. Solution of inverse problems in Electromagnetic NDE using finite element methods / IEEE Transactions on Magnetics. 1998. Vol. 34. N 5. P. 2924 – 2927. DOI: 10.1109/20.717682
12. Amineh R. K., Koziel S., Nakolaeva N. K., Bandler J. W., Reilly J. P. A space mapping methodology for defect characterization from magnetic flux leakage measurements / IEEE Transactions on Magnetics. 2008. Vol. 44. N 8. P. 2058 – 2065. DOI: 10.1109/TMAG.2008.923228
13. Гальченко В. Я., Остапущенко Д. Л., Воробьев М. А. Компьютерный анализ конфигурации магнитных полей поверхностных дефектов сплошности конечных размеров в ферромагнитной пластине ограниченной протяженности методом пространственных интегральных уравнений / Дефектоскопия. 2009. № 3. С. 56 – 66.
14. Гальченко В. Я., Остапущенко Д. Л., Воробьев М. А. Компьютерный анализ конфигурации магнитных полей подповерхностных дефектов сплошности конечных размеров и произвольной формы в объектах контроля ограниченной протяженности методом пространственных интегральных уравнений / Дефектоскопия. 2009. № 5. С. 60 – 71.
15. Yang L., Cui W., Gao S. Magnetic flux leakage field within the detector unit optimization based on Comsol / Testing and Measurement: Techniques and Applications. 2015. P. 271 – 275. DOI: 10.1201/b18470-63
16. Реутов Ю. Я., Гобов Ю. Л., Лоскутов В. Е. О возможностях использования программы ELCUT в расчетах по дефектоскопии / Дефектоскопия. 2002. № 6. С. 34 – 40.
17. Черных И. В. Пакет ELCUT: моделирование устройств индукционного нагрева. https://www.elcut.ru/publications/ chernih3.pdf (дата доступа 26.11.2020).
18. Дякин В. В., Кудряшова О. В., Раевский В. Я. О проблемах использования пакетов универсальных программ для решения задач магнитостатики / Дефектоскопия. 2018. № 11. С. 23 – 33.
19. Шур М. Л., Новослугина А. П., Смородинский Я. Г. Об обратной задаче магнитостатики / Дефектоскопия. 2013. № 8. С. 43 – 53.
20. Новослугина А. П., Смородинский Я. Г. Расчетный способ оценки параметров дефектов в сталях / Дефектоскопия. 2017. № 11. С. 13 – 19.
Рецензия
Для цитирования:
Новослугина А.П., Смородинский Я.Г. Анализ топографии магнитных полей рассеяния в ферромагнитных изделиях. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021;87(2):33-37. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-2-33-37
For citation:
Novoslugina A.P., Smorodinsky Y.G. Analysis of the topography of magnetic flux leakage in ferromagnetic products. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2021;87(2):33-37. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-2-33-37
Просмотров: 255
Послать статью по эл. почте 