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以管材、棒材為樣例工件分析探傷機(jī)直接通電法
磁粉探傷機(jī)直接通電法在工件內(nèi)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(zhǎng)圓柱導(dǎo)體（棒材），其磁導(dǎo)率為μ，宏旭探傷機(jī)制造有限公司技術(shù)科采用CEW-2000型交直流磁粉探傷機(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)探傷機(jī)）進(jìn)行磁化檢測(cè)試驗(yàn)。
當(dāng)探傷機(jī)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(nèi)的一簇簇同心圓。利用安培環(huán)路定理
∮H?dι=I
可求得導(dǎo)體內(nèi)外的磁場(chǎng)強(qiáng)度H為
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H= |
Ir |
(r≤R) |
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2πr |
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H= |
I |
(r＞R) |
|
2πr |
式中，r表示研究空間內(nèi)任意點(diǎn)至軸線(xiàn)的距離。
磁感應(yīng)強(qiáng)度B可表達(dá)為：
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B= |
μIr |
(r≤R) |
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2πR2 |
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B= |
μ0I |
(r＞R) |
|
2πr |
式中μ0為真空磁導(dǎo)率。m.zwwxc.cn
圖1 - 1是鋼棒內(nèi)外磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)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(cè)）達(dá)到最大。由于磁感應(yīng)強(qiáng)度B在分界面處切向分量不連續(xù)，所以r=R處空氣一側(cè)，B突然下降了μr倍,而H不存在這一突變。當(dāng)r>R時(shí)，H和B隨r的增大呈反比例減小。
當(dāng)探傷機(jī)對(duì)鋼棒通交流電磁化時(shí)，由于趨膚效應(yīng)，電流密度表層大，隨著深入鋼棒內(nèi)部衰減顯著，所以磁場(chǎng)H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B在工件內(nèi)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(jī)對(duì)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(shè)管內(nèi)、外半徑分別為R1、R2，磁導(dǎo)率為μ通直流電磁化，由安培環(huán)路定理得
H=0 (r＜R1)
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H= |
I(r2-R21) |
(R1≤r≤R2) |
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2πR2 |
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H= |
I |
(r＞R2) |
|
2π |
由表達(dá)式可見(jiàn)，鋼管在直接通電時(shí)，鋼管內(nèi)壁磁場(chǎng)為零，若內(nèi)表面有缺陷將難以檢出。
磁粉探傷機(jī)采用直接通電法磁化工件，應(yīng)注意工件與電極之間接觸良好，有較大的導(dǎo)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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