Приложение А (справочное). Примеры определения значений тока, требуемого для достижения заданных значений тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля при различных способах намагничивания

Приложение А
(справочное)

Примеры определения значений тока, требуемого для достижения заданных значений тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля при различных способах намагничивания

Формулы могут быть использованы для расчета ориентировочного значения тока, необходимого для достижения достаточного намагничивания деталей простой конфигурации или составных частей деталей больших размеров. При намагничивании токами, переменными во времени, требуемым значением является среднеквадратичное значение тока. Это значение тока выражается через напряженность тангенциального поля Н по периметру контролируемой зоны, как требуется в 8.1. Ниже приведены примеры определения значений тока, требуемого для достижения заданных значений тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля при различных способах намагничивания.

А.1 Осевое пропускание тока по всему объекту (8.3.1.1 и рисунок 1)

Требуемый ток I определяют по формуле

,

где - ток, А;

- периметр объекта, мм;

- тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля, кА/м.

Для объектов переменного сечения следует использовать одно значение тока лишь в том случае, когда значения токов, требуемых для намагничивания наибольшего и наименьшего сечений, находятся в отношении, меньшем 1,5:1. Это одно значение тока должно определяться по большему сечению.

А.2 Электроконтакты; пропускание тока по части объекта (8.3.1.2 и рисунки 2 и 3)

Для проверки прямоугольной контролируемой зоны, как показано на рисунках 2 и 3, среднеквадратичное значение тока определяют по формуле

,

где - величина тока, А;

- расстояние между электроконтактами, мм;

- тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля, кА/м.

Эта формула применима при значениях d до 200 мм.

В другом случае контролируемая зона может иметь вид круга, вписанного между электроконтактами, но исключая участки в пределах 25 мм от каждого электроконтакта. В этом случае

.

В обоих указанных выше случаях формулы дают надежные результаты только при условии, что радиус кривизны контролируемой поверхности превышает половину расстояния между электроконтактами.

А.3 Пропускание индуцированного тока (8.3.1.3 и рисунок 4)

Требуемый ток определяют по формуле

,

где - ток , А;

- периметр объекта, мм;

- тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля, кА/м.

Для объектов переменного сечения следует использовать одно значение тока лишь в тех случаях, когда значения токов, требуемых для намагничивания наибольшего и наименьшего сечений, находятся в отношении, меньшем 1,5:1. Это одно значение тока должно определяться по большему сечению.

А.4 Продеваемый проводник (8.3.2.1 и рисунок 5)

Для проводника, расположенного по центру, ток определяется согласно А.1.

Если контролируемая деталь представляет собой полую трубу ил и имеет аналогичную конфигурацию, значение тока следует рассчитывать по наружному диаметру, когда проводится контроль внешней поверхности, и по диаметру в свету, когда контролируется внутренняя поверхность.

А.5 Проводник, располагаемый параллельно проверяемой поверхности (8.3.2.2 и рисунки 6 и 7)

Для достижения требуемого намагничивания кабель должен быть установлен таким образом, чтобы его осевая линия находилась на расстоянии по перпендикуляру к контролируемой поверхности.

Тогда ширина эффективной контролируемой области по каждую сторону от осевой линии кабеля составляет d, и среднеквадратичное значение тока, протекающего по кабелю, должно быть

,

где - среднеквадратичное значение тока, А;

- расстояние до кабеля над поверхностью, мм;

- тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля, кА/м.

При проведении контроля закругленных углов на цилиндрических деталях или ответвительных соединениях (например, сварных швов врезки патрубка в коллектор) кабель может быть обернут вокруг поверхности детали или ответвления, и несколько витков могут быть уложены в виде плотной обмотки, как показано на рисунке 7. В этом случае контролируемая поверхность должна располагаться в предел ах расстояния с/от кабеля или витков обмотки, где d = и NI - число ампер-витков.

А.6 Соленоид, образованный витками медной или алюминиевой шины (8.3.2.5 и рисунок 10)

В тех случаях, когда объект занимает менее 10% площади поперечного сечения обмотки и расположен вдоль оси в нижней части обмотки, необходимо применять следующую формулу, а контроль повторять с интервалами, равными длине обмотки.

,

где N - число эффективных витков обмотки;

- ток, А;

- тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля, кА/м;

L/D - отношение длины объекта к его диаметру для объектов кругового сечения (в случае объектов некругового сечения D = периметр/);

= 22000 для источника переменного тока (среднеквадратичное значение) и для тока с двухполупериодным выпрямлением (среднее значение);

= 11000 для тока с однополупериодным выпрямлением (среднее значение).

Примечание - Если объект имеет отношение L/D больше 20, это отношение принимается равным 20.

Для коротких объектов (т.е., для которых L/D меньше 5) использование приведенной выше формулы приводит к большим значениям тока. Для снижения тока следует использовать удлинители с целью увеличить эффективную длину детали.

А.7 Соленоид, образованный витками гибкого кабеля (8.3.2.6 и рисунок 11)

Для достижения требуемого намагничивания с использованием постоянного или выпрямленного тока среднеквадратичное значение тока, протекающего по кабелю, должно иметь минимальную величину:

,

где - среднеквадратичное значение тока, А;

- тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля, кА/м;

- толщина стенки объекта или его радиус, если объект имеет форму сплошного стержня или круговое сечение, мм;

Y - расстояние между соседними витками в обмотке, мм;

= 11000 для тока с однополупериодным выпрямлением (среднее значение).

Для достижения требуемого намагничивания с использованием переменного тока среднеквадратичное значение тока, протекающего по кабелю, должно иметь минимальную величину

.