МАГНИТНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ

Магнитные системы приборов контроля конструкций из листовой стали промышленных объектов методами рассеяния магнитного потока (MFL) и электромагнитным (вихретоковым) методом должны обеспечивать достоверное измерение толщины листов, выявление и определение местоположения дефектов типа точечная потеря металла, трещина, расслоение с выходом и без выхода на поверхность, выявление и определение местоположения наружных продольных трещин на стыках, в нахлёсточных и тавровых шовных соединениях. Высокая чувствительность метода контроля и наилучшее соотношение информативного сигнала и помехи достигается за счёт создания в объекте контроля однородного магнитного поля, обеспечивающего глубокое магнитное насыщение материала.

Выполнение таких требований представляет сложную научно-техническую задачу из-за естественных массогабаритных и технических ограничений на магнитную систему в условиях широкого диапазона возможных толщин листов стали и разнообразных магнитных свойств материалов. Характерные значения толщины листов – от 3 до 18 мм и более. Применяются низкоуглеродистые конструкционные стали с высокими магнитной проницаемостью и магнитной индукцией насыщения и легированные стали с существенно худшими магнитными свойствами. Дополнительные трудности для создания магнитного поля в объекте контроля представляют защитные покрытия, обычно из неэлектропроводящих материалов: эпоксидные смолы, стекловолокно, полиуретан.

Конструктивные геометрические требования к магнитной системе включают: ширину рабочей зоны контроля, размер области для размещения первичных преобразователей, диапазон вариаций зазора между полюсом магнитной системы и контролируемым листом, соотношение между внешними габаритными размерами и размером рабочей зоны.

К техническим требованиям к магнитной системе относятся значения напряжённости магнитного поля в контролируемом листе, допустимые значения отклонений векторов напряжённости магнитного поля по модулю и по направлению в зоне контроля, требования по степени экранирования магнитного поля вне магнитной системы.

Напряжённость магнитного поля в объекте контроля должна быть не менее 10 кА/м и только в отдельных ограниченных ситуациях (большая толщина листов из материалов с хорошими магнитными свойствами) допускаются пониженные значения до 6 кА/м. Неоднородность напряжённости магнитного поля в материале в зоне контроля необходимо иметь не хуже ±10%. Должно быть минимизировано влияние изменений зазоров между контролируемым листом и магнитной системой из-за неровностей и немагнитных покрытий. В то же время, должна быть минимизирована сила притяжения листа к магнитной системе для исключения его деформации.

Научными сотрудниками ООО НПП «Энергомаг» разработана типовая схема компоновки магнитных систем для приборов контроля конструкций из стальных листов (см. рис.1). Она состоит из коробчатого магнитопровода, внутри которого располагаются разнополярные постоянные магниты. Постоянные магниты разделяются на основные – в центральной части полюсов, периферийные – по внутреннему периметру короба магнитопровода и выравнивающие – у внутреннего окна, где располагаются первичные преобразователи, фиксирующие картину магнитного поля. Направления намагниченности постоянных магнитов показаны на рис 1б. Для оптимизационного проектирования таких магнитных систем разработано специальное программное обеспечение. На рис. 2 изображен внешний вид промышленного варианта магнитной системы прибора для контроля днищ резервуаров. ООО НПП«Энергомаг» предоставляет услуги по проектированию магнитных систем дефектоскопов, разработке конструкторской и нормативно-технической документации к проектам магнитных систем, а также изготавливает и поставляет магнитные системы. С целью идентификации дефектов при производственном контроле стальных конструкций производятся расчёты и составляется библиотека сигналов типовых дефектов в конкретной магнитной системе, которая также поставляется заинтересованным организациям.