background image

1

Metoda magnetyczna MT

 Zastosowanie do materiałów ferromagnetycznych:

 stopy żelaza - stale ferrytyczne, żeliwa, staliwa,
 stopy niklu, kobaltu

Ferromagnetyk – materiał posiadający zdolność do 

trwałego namagnesowania

Wykrywanie wad:

powierzchniowych,

znajdujące się blisko pod powierzchnią,
pęknięcia, zakucia, porowatości 

często niewidocznych podczas badań wizualnych.
.

 

background image

2

Istota metody

Wykorzystanie zjawiska 
towarzyszącego wzbudzaniu pola 
magnetycznego w badanym 
elemencie.
Polega na poszukiwaniu tzw. 
lokalnego, rozproszenia 
wzbudzonego pola 
magnetycznego 
na powierzchni 
badanego elementu w bezpośredniej 
bliskości nieciągłości.

 

background image

Wielkości 

charakteryzujące pole 

magnetyczne

 - Strumień magnetyczny [Wb] 
suma  wszystkich  linii  pola,  przechodzących  przez 
określony przekrój.
B - Indukcja magnetyczna [T]
gęstość strumienia magnetycznego, 
liczba  linii  pola  przypadającą  na  jednostkę 
powierzchni

B = /S

– pole powierzchni 

3

background image

Wielkości 

charakteryzujące pole 

magnetyczne

 - Strumień magnetyczny [Wb] 
suma  wszystkich  linii  pola,  przechodzących  przez 
określony przekrój.
B - Indukcja magnetyczna [T]
gęstość strumienia magnetycznego, 
liczba  linii  pola  przypadającą  na  jednostkę 
powierzchni

B = /S

– pole powierzchni 

4

background image

5

Wielkości charakteryzujące pole 

magnetyczne

H

 – natężenie pola magnetycznego 

[A/m] 

wielkość wektorowa

W odległości r od przewodnika przez 

który płynie prąd o wielkości I

H = I/2r

 Wewnątrz długiej cewki o długości L

gęstości zwojów n, przez którą płynie 

prąd I

H = nI/L

I

r
H

background image

6

Charakterystyka pola 

magnetycznego

H

 – natężenie pola magnetycznego [A/m] 

wielkość 

wektorowa

  H - pole magnetyczne wytworzone w odległości r 

od      przewodnika przez który płynie prąd o 

wielkości I

H = I/2r

 H - pole magnetyczne wytworzone wewnątrz długiej 

cewki 

o długości L, gęstości zwojów n, przez 

którą płynie 

prąd I

H = nI/L

background image

7

Charakterystyka pola 

magnetycznego

Indukcja magnetyczna – zjawisko powstania polaryzacji 
magnetycznej ciała, tj. wypadkowego momentu 
magnetycznego spowodowanego oddziaływaniem momentów 
magnetycznych elektronów (orbitalnych i spinowych) z 
zewnętrznym polem magnetycznym o natężeniu H

µ

o

m

H

  - wektor namagnesowania

µ

o

 – przenikalność magnetyczna próżni, 

χ

m

 – podatność magnetyczna materiału,

B – indukcja magnetyczna (gęstość strumienia 
magnetycznego) danego ośrodka

B = µ

o

(1+

m

)H = µ

o

µ

m

µ

= 1+

m

 

względna przenikalność magnetyczna materiału

B = B

o

 + I

 

B

o

  

- indukcja magnetyczna próżni

background image

8

Zależność pomiędzy B i H

B = H x 

µ – przenikalność magnetyczna materiału

µ = µ

µ

r

  

µ

r

 = µ/µ

o

 – przenikalność magnetyczna względna

µ

o

 – przenikalność magnetyczna próżni

Podział materiałów ze względu na przenikalność magnetyczną 

względną

1. diamagnetyki  -  μr < 1 (woda, krzem, miedź, bizmut, 

srebro)

2. paramagnetyki - μr > 1 (platyna, aluminium, 

powietrze)

3. ferromagnetyki - μr >> 1 (żelazo, kobalt, nikiel)

background image

9

Krzywe magnesowania materiałów 

ferromagnetycznych

Ferromagnetyk miękki

 Ferromagnetyk twardy

B

r

 - magnetyzm szczątkowy, 

H

c

 – pole koercji

Magnetyzm szczątkowy – wektor namagnesowania próbki 
po usunięciu pola magnetycznego H
Pole koercji – pole magnetyczne potrzebne do usunięcia 
magnetyzmu szczątkowego

background image

10

Wpływ nieciągłości na pole 

magnetyczne

Nieciągłości niewykrywalne metodą magnetyczną:
1) położone równolegle do linii pola 

magnetycznego

2) położone w głębi materiałów
Nie powodują zaburzenia linii sił pola 

magnetycznego

background image

11

Wpływ nieciągłości na pole 

magnetyczne

Nieciągłości wykrywalne metodą magnetyczną:
prostopadłe do kierunku linii sił pola:
-

wychodzące na powierzchnię materiału

-

zlokalizowane pod powierzchnią.

 Nieciągłości będąc miejscem o większej oporności 

magnetycznej powodują zaburzenie strumienia 

magnetycznego w wyniki czego część 

strumienia okrąża nieciągłości, a tym samym 

powoduje rozproszenie pola 

magnetycznego wokół nieciągłości.

background image

12

Wykrywalność nieciągłości metodą 

magnetyczną

magnesowanie prądem przemiennym:

położone do głębokości ok. 2mm,

magnesowanie prądem stałym:

położone do głębokości ok. 3mm,

o wysokości 0,1 mm,

o szerokości 0,001 mm, 

o długości 0,3 mm,

wykrywalność optymalna - kąt pomiędzy 

nieciągłością i kierunkiem pola magnetycznego jest 

prostopadły,

wykrywalność zmniejszona - ww. kąt jest powyżej 

30

background image

13

Przebieg badań 

magnetycznych

1. Wytworzenie pola magnetycznego w 

badanych obiektach – magnesowanie 
obiektów

2. Ujawnienie niejednorodności pola 

magnetycznego - rozproszenie linii pola 
magnetycznego

background image

14

Rodzaje magnesowania 

obiektów

1. Wprowadzenie pola 

magnetycznego do obiektów - 
magnesowanie za pomocą 
elektromagnesów jarzmowych

2. Przepływ prądu elektrycznego 

przez badany obiekt 

background image

15

Rodzaje magnesowania

Magnesowanie za pomocą 

elektromagnesów 

jarzmowych

• jednorodne prostoliniowe pole 
  magnetyczne między 
nadbiegunnikami, 
• do obiektów wprowadzany pole 
   magnetyczne, a nie prąd elektryczny, 
  nie powoduje przypaleń,
• zasilanie prądem stałym lub 
zmiennym
• natężenie pola magnetycznego 
24,5 kA/m

background image

16

Magnesowanie za pomocą cewek 

przelotowych

przekrój okrągły 
(kwadratowy),
pole magnetyczne podłużne,
badanie obiektów do 1,2 m

background image

17

Magnesowanie przy użyciu cewek 

obejmujących

cewki formowane z kabli 
prądowych, 
przewody wiodące prąd

background image

18

Magnesowanie przez bezpośredni 

przepływ prądu prze badany obiekt

doprowadzenie prądu: tarcze 
dociskowe, 

    elektrody, 

zaciski,

nagrzewanie - nadpalenia

background image

19

Magnesowanie przez indukcyjne 

wzbudzanie prądu elektrycznego

• stosowane jedynie dla obiektów pierścieniowych,
• prąd przemienny,
• badany obiekt - wtórne uzwojenie transformatora,
• bezkontaktowe - nie powoduje przypaleń

 

background image

20

Ujawnianie pola magnetycznego

Za pomocą:
1) Proszku magnetycznego (zawiesiny),
2) Poruszających się cewek indukcyjnych,
3) Półprzewodników czułych na działanie 

pola magnetycznego,
generatory Halla, diody, tranzystory,

4) Taśmy magnetycznej, która rejestruje 

rozproszone pole magnetyczne

background image

21

1. Metoda proszkowa

Ujawnianie pola magnetycznego za pomocą 

proszku magnetycznego, 

• drobne ziarenka ferromagnetyczne,

magnetyt Fe

3

O

4

 - najczęściej,

 

tlenek gamma Fe

2

O

3

czyste żelazo - rzadziej

• Cząstki proszku wielkości kilku µm - małe magnesy

przyciągane do szczelin przez pole rozproszone, 

pokrywają je i wskazują miejsca nieciągłości.

• Możliwość ujawniania nieciągłości o szerokości ok. 

1µm.

• Metoda sucha lub mokra

background image

22

Rodzaje proszków 

magnetycznych 

1. czarne – oględziny w świetle widzialnym białym,

2. barwne – oględziny w świetle widzialnym białym,

3. fluorescencyjne – oględziny  w świetle 

ultrafioletowym,

4. barwno-fluorescencyjne - oględziny  w świetle 

białym lub ultrafioletowym.

background image

23

Wzorce kontrolne

kontrola jakości zawiesin magnetycznych,

wykonane ze stali magnetycznie twardej,

zawierają siatkę wielu pęknięć o różnych 
szerokościach,

wskazania wzorca dla badanej zawiesiny 
porównywane z fotografią wskazań dla 
zawiesiny o odpowiedniej jakości.

background image

24

Ujawnianie pola magnetycznego

 2

Użycie cewki indukcyjnej

 

(strumieniomierza)

1)

Zmiana pola magnetycznego, w którym znajduje się 

cewka, wywołuje zmianę strumienia indukcji 

magnetycznej, co wywołuje indukcję prądu 

elektrycznego (napięcia) w cewce – prawo indukcji,

2)

Do pomiaru stałego pola magnetycznego (jakim jest 

pole rozproszone przez nieciągłość) używa się cewek 

ruchomych: wirujących lub drgających,

3)

Wielkość napięcia elektrycznego indukowanego w 

cewce (wartość mierzona) zależy od:

częstotliwości i amplitudy drgającej lub wirującej 

cewki (wielkości znane),

natężenia pola magnetycznego (wielkość 

szukana)

background image

25

Wykorzystanie cewki indukcyjnej do 

identyfikacji rozproszonego pola 

nieciągłości

background image

26

Ujawnianie pola magnetycznego

3. Użycie hallotronu

Halltron 

– urządzenie wykorzystujące zjawisko 

Halla

Indukowanie się napięcia elektrycznego U w 
płaskim przewodniku o grubości g przebywającym 
w polu magnetycznym H z jednoczesnym 
przepływem prądu I

U = 
R

H

IH/g

background image

27

Demagnetyzacja

A. badane obiekty winny 

być poddane 
demagnetyzacji przed 
i po
 badaniach 
metoda magnetyczną,

B. operacja ponawiana 

wielokrotnie,

C. zmiana kierunku i 

natężenia H

background image

28

Demagnetyzacja

Polem zmiennym małej częstotliwości

stosuje się dla obiektów magnesowanych 
polem stałym 

częstotliwość pól demagnesujących  1-10 Hz, 
rozmagnesowanie w całej objętości.

Polem przemiennym

stosuje się dla obiektów magnesowanych 
polem przemiennym 

częstotliwość pola przemiennego 50 Hz, lub o 
małej częstotliwości 16 

2

/

3

 Hz.


Document Outline