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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(nèi)的磁場分布與工件的形狀有關(guān)，這里以管材、棒材為典型工件進行分析。一半徑為R的長圓柱導(dǎo)體（棒材），其磁導(dǎo)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（以下簡稱探傷機）進行磁化檢測試驗。
當探傷機通一直流電I時，該電流產(chǎn)生的磁場的磁力線是以工件軸線為圓心、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)外的磁場強度H為
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H= |
Ir |
(r≤R) |
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2πr |
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H= |
I |
(r＞R) |
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2πr |
式中，r表示研究空間內(nèi)任意點至軸線的距離。
磁感應(yīng)強度B可表達為：
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B= |
μIr |
(r≤R) |
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2πR2 |
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B= |
μ0I |
(r＞R) |
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2πr |
式中μ0為真空磁導(dǎo)率。lzcehui.com
圖1 - 1是鋼棒內(nèi)外磁場、磁感應(yīng)強度沿直徑方向的分布圖。
1一直流;2—交流
由圖可見，在鋼棒中心，H和B都為零，隨r的增大，H和B呈線性增大，在工件表面(鋼材側(cè)）達到最大。由于磁感應(yīng)強度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r>R時，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，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H和磁感應(yīng)強度B在工件內(nèi)部不是線性變化，而是如圖中曲線2所示，進入工件后，兩者都迅速衰減。
探傷機對于管件進行直接通電，其磁場的方向與棒材一致，但在磁場分布上，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 |
由表達式可見，鋼管在直接通電時，鋼管內(nèi)壁磁場為零，若內(nèi)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(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，尤其是薄壁管一類的工件。
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