Innowacyjne magnetyczne sposoby detekcji nieciągłości w elementach stalowych

​​

Artykuł poświęcony jest prezentacji innowacyjnych metod detekcji nieciągłości w elementach konstrukcji stalowych. Opisane zostaną dwa bardzo różne sposoby, choć ich cechę wspólną stanowi wykorzystywanie specyficznych właściwości ferromagnetyków. Metoda pierwsza bazuje na efekcie wycieku strumienia indukcji magnetycznej z elementu w strefie o zmienionych właściwościach magnetycznych. Zwykle się ją określa mianem metody pomiaru magnetycznego pola rozproszonego (MPR). Metoda druga wykorzystuje zjawisko zmiany wymiarów – głównie jest to wydłużanie stali pod wpływem magnesowania (efekt magnetostrykcji, w skrócie EMS). Impulsowe magnesowanie skutkuje generacją fali akustycznej bez fizycznego kontaktu z elementem i falę tę wykorzystuje się do detekcji metodą echa nieciągłości występujących np. w prętach i rurach w dużej odległości od przetwornika.

Myślę, że Czytelnik zapoznał się już z ogólnym opisem proponowanych tu innowacyjnych metod diagnostyki magnetycznej [1] oraz z opisem podstaw (ABC) tych metod [2]. Jeśli nie mam racji – tym bardziej zachęcam do uważnej lektury tego materiału.

CO ŁĄCZY OBIE METODY?

Celem niniejszego artykułu jest głównie przekazanie podstawowych informacji o właściwościach tych ferromagnetyków i o sposobie ich wykorzystania do potrzeb detekcji „nieciągłości”. Można by zatem stwierdzić, że obie metody łączy nie zjawisko fizyczne (czy zjawiska), a raczej wspólna i bardzo pożądana cecha dotycząca metodyki badania. W obu przypadkach uzyskuje się informację, i to w szybki sposób, o występowaniu „nieciągłości” w relatywnie dużym obszarze skanowanego obiektu. Nie są to więc badania punktowe. Mam nadzieję, że uda się też przekonać Czytelnika, że uzasadnione jest użycie w tytule słowa innowacyjne. Byłaby to tym samym druga, bardzo ważna cecha łącząca obie metody.

DETEKCJA WAD Z WYKORZYSTANIEM MAGNETYCZNEGO POLA ROZPROSZONEGO

Poszerzoną prezentację metody detekcji wad typu „nieciągłości” bazującej na pomiarze magnetycznego pola rozproszonego (MPR) należy zacząć od zwrócenia uwagi na czynniki mające wpływ na wielkość i rozkład przestrzenny MPR „wyciekającego” z badanego elementu. Niech pomocą dydaktyczną będzie tu zbudowany na Politechnice Gdańskiej skaner służący do badania MPR nad powierzchnią płyt.

Dwa magnesy stałe oraz zwora magnetyczna, szczotki i badany materiał to elementy tworzące zamknięty obwód magnetyczny dla strumienia Φ indukcji magnetycznej. Źródłem strumienia indukcji B są oczywiście owe dwa magnesy neodymowe. Przypomnę, że wartość liczbową Φ strumienia indukcji B przez daną powierzchnię S (załóżmy, że jest ona płaska) wyznaczana jest jako iloczyn uśredn...