Теоретическое и экспериментальное обоснование создания новых технологий автоматизированной идентификации поверхностных дефектов в ферромагнитных материалах

А.В. Никитин, Ю.Л. Гобов, А.В. Михайлов, А.С. Петров, С.Э. Попов

Разработана методика восстановления геометрических параметров поверхностных дефектов ферромагнетиков и определения их расположения на любой поверхности пластины при последовательном нормальном (к поверхности пластины) и тангенциальном намагничивании, по результатам измерения трех компонент магнитного поля. Показано, что при нормальном намагничивании поверхность магнитомягкого ферромагнетика является эквипотенциальной поверхностью. В этом случае магнитные преобразователи, расположенные над поверхностью ферромагнитной пластины, содержащей дефекты (рисунок 1а) получают сигналы только от дефектов на этой поверхности. Дефекты на противоположной поверхности экранируются магнитомягким материалом (рисунок 1б). При тангенциальном намагничивании исследуемой пластины сигналы от дефектов на любой поверхности пластины фиксируются магнитными преобразователями (рисунок 1в). Таким образом, поочередно намагничивая ферромагнитную деталь (пластину) в нормальном и тангенциальном направлениях и измеряя на некотором расстоянии от детали компоненты магнитного поля, можно автоматически различать поверхностные дефекты потери сплошности металла, расположенные на ближайшей к магнитным преобразователям поверхности детали, от дефектов, расположенных на противоположной поверхности.  Предлагаемые методики проверены экспериментально.

Рис. 1. Схема расположения датчиков магнитного поля (а); распределение силовых линий статического магнитного поля для различных типов поверхностных дефектов при нормальном (б) и тангенциальном (в) намагничивании (продемонстрирован эффект «огибания» силовых линий поверхности дефекта).

1. Reconstructing the topography of surface defects of ferromagnets in a normal magnetization field / Yu. L. Gobov, S. E. Popov // Russian journal of nondestructive testing. — 2021. — V. 57. — P. 303 — 309.

2.3.2.2. Многокритериальный связной анализ, обеспечение и повышение прочности, ресурса, живучести, надежности и безопасности машин, машинных и человеко-машинных комплексов в междисциплинарных проблемах машиноведения и машиностроения. Научные основы конструкционного материаловедения. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег.№ АААА-А18-118020690196-3, Шифр «Диагностика».