Размагничивающий фактор при намагничивании деталей

Все изложенное выше справедливо для намагничивания бесконечных ферромагнитных сред или однородных магнитных цепей замкнутой формы. В реальных случаях объекты магнитного контроля, будучи телами конечных размеров, намагничиваются во внешнем однородном поле Н не так, как намагничивается само ферромагнитное вещество или материал: на процесс намагничивания деталей оказывает действие размагничивающий фактор. При помещении детали в магнитное поле Н на ее торцах-границах неизбежно образуются магнитные полюсы, которые вызывают появление внутри детали размагничивающего поляН_р, направленного против внешнего магнитного поля. Величина этого поля зависит от намагниченности:

, (1.45)

где N – размагничивающий фактор (коэффициент размагничивания или формы), зависящий главным образом от геометрических конструктивных параметров намагниченной детали, а не от ее истинных магнитных свойств.

Тогда результирующее поле внутри детали определяется по формуле:

. (1.46)

Из выражения (1.46) видно, что чем больше N, тем меньше напряженность поля Н_i и, следовательно, индукция В в детали.

Объекты магнитной дефектоскопии представляют собой довольно короткие детали с большим диаметром. Мысленно их можно представить совокупностью большого числа параллельных стержней, которые (на рис. 1.15, а показана только одна пара стержней) размагничивают друг друга. Следовательно, чем больше диаметр или чем меньше длина детали, тем меньше значение индукции, приобретенное ею при намагничивании.

Истинное (результирующее) внутреннее поле можно определять путем смещения кривой намагничивания или петли гистерезиса материала в каждой точке с намагниченностью М влево на величину NМ(рис. 1.38, б). Если учесть, что и , то, проводя кривую сдвига ОN под углом a, можно сместить точки кривой намагничивания на величину отрезков , образованных между осью ординат и линией ОN, т. е. кривая намагничивания детали В_д есть не что иное, как сдвинутая вправо кривая намагничивания ее материала В_м.

а

б

Рис. 1.38. Размагничивающий фактор: а – модель размагничивания;

б – построение кривой намагничивания результирующего поля в детали

В общем случае: 0 £ N £ 1. Для деталей, у которых поперечные и продольные размеры одинаковы, N » 0,3¸0,4, например, для шара N » 0,33, для эллипсоида с соотношением осей 2 фактор N = 0,73, для целого кольца, так же, как и для бесконечно длинного магнита или соленоида, N = 0.

При полюсном намагничивании в разомкнутой цепи объектов с большим размагничивающим фактором, имеющих отношение длины к корню квадратному из площади поперечного сечения (или максимальному размеру поперечного сечения) менее 5, в целях уменьшения действия этого фактора предпринимают следующее:

1) составляют объекты контроля в цепочки, при этом фактическая площадь контакта соприкосновения торцевых поверхностей деталей должна быть не менее 30 %;

2) «удлиняют» детали специальными удлинителями из магнитомягкой стали;

3) используют переменный намагничивающий ток с частотой 50 Гц и более или импульсный ток.